GNSS自动化监测系统在高速路边坡表面位移监测中的应用

GNSS技术在滑坡监测中的应用发布时间：2023-01-05T08:10:59.016Z 来源：《福光技术》2022年24期作者：陈伟[导读] 随着近年来极端气象天气发生频率的增加，地质灾害不断发生，我国人民群众的生命财产安全受到严重的威胁。

湖北省地质局第七地质大队湖北省宜昌市 443100摘要：随着近年来极端气象天气发生频率的增加，地质灾害不断发生，我国人民群众的生命财产安全受到严重的威胁。

自然资源部多次强调要高度重视地质灾害防治中新科技手段运用，要求大力开展普适型监测预警装备试点，进一步强化预警科学性、及时性、准确性，尽最大努力提升"隐患什么时候发生"的预警能力。

因此，通过采用GNSS技术提升监测能力，有效的实现地质灾害实时监控及预防，是今后做好地质灾害防治工作的重点方向。

下文将重点就GNSS技术在滑坡监测中的应用展开探讨。

关键词：GNSS技术；滑坡监测；应用1 GNSS滑坡监测技术GNSS应用于滑坡监测的系统过程，首先需要在滑坡体附近的稳定区域部署基准站，然后在滑坡体变形区域部署监测站，每个测站均使用高精度GNSS监测接收机采集导航卫星信号，并利用通信网络将采集到的观测数据传回解算云平台。

云平台选择相应的高精度定位技术对观测数据进行自动处理、分析，并根据滑坡体的环境、通信条件等选择相应的稳定性技术及多源融合技术进行增强处理，最终得到具有较高可靠性的变形序列结果。

1.1 GNSS监测接收机技术数据采集是GNSS监测技术的第一步，负责数据采集的GNSS监测接收机接收导航卫星播发的电文信号，将其处理成可以用于定位解算的观测数据，观测数据的质量直接决定定位的精度和可靠性。

GNSS监测接收机一般由卫星天线、定位模块和通信模块构成，在野外主要利用太阳能对其进行供电，是GNSS滑坡监测工作中最核心且占据最大成本的设备，常规GNSS滑坡监测设备如图1所示。

滑坡体一般形变比较破碎，相距较近的两个点形变特征却可能迥异，这就要求必须在滑坡体上部署多台监测接收机，形成一定密度的监测网络。

地表位移GNSS在滑坡检测中的应用摘要：由于滑坡的发生具有一定的偶然性、随机性，所以，开展滑坡地区的变形监测对于防治滑坡的发生和防治具有十分重要的意义。

在此基础上，将GNSS技术用于滑坡监测已成为研究热点。

利用 GNSS技术提高监测和预警能力，并对其进行有效的实时监测和防灾，是未来的一个重要发展趋势。

分析了 GNSS技术在滑坡监测中的应用，为今后的研究工作提供借鉴。

关键词：GNSS技术；滑坡监测；应用“GNSS”是一种以全球范围内的导航卫星技术为基础的全天候导航系统。

然而，由于 GNSS的测量结果受多种因素的影响，很容易出现偏差，因此，在实际处理时要充分利用差分定位技术。

在矿区地面运动监测中，采用 GNSS技术，必须从多个方面入手，把测区转换参数的获取、工程区域的测量、测量成果的精度分析等工作落实到位，为今后有效建设地面移动观测台奠定了坚实的基础。

目前GNSS的位置精度得到了极大的提升，在地面运动观测中得到了越来越多的应用，不仅突破了常规水准法的限制，而且还可以提高精度，为今后进一步改进地面运动观测工作打下了坚实的基础。

一、GNSS系统构成1.1GNSS静态定位通过多个站点的同步观测，精确地确定各站点的相对位置，这种方式在GNSS中具有很大的应用价值，而且具有较高的精度。

而“常规静态测量”则主要用于建设全球性、国家级大地控制网，在确保地壳运动监测网、长距离校验基线、精密工程控制网建立工作有序开展之后，保证地表观测站中具体构建的检测控制网具有较强实用性。

而且，必须确保与矿井的近井点进行联测，以确保井下和井下的坐标系统是一致的。

1.2实时动态测量通过对“PTK技术”的深入研究，可以发现它的主要功能是将 GPS、数据通信技术与 GPS技术相结合。

PTK技术是一种实时的、动态的载波相位定位技术，它可以在一定的位置上为观测站提供三维定位的结果。

随着科技的发展， PTK技术日趋成熟，一般包括三大主要部件：参考接收机、数据链和流动站接收机。

自动化监测预警系统在边坡监测工程中的应用摘要：边坡在发生滑坡前，一般会有一个缓慢发展的过程。

因此，通过对边坡进行实时监测，可以掌握边坡的稳定性状态，实现在边坡发生滑坡前进行有效的预防措施。

传统的边坡稳定性监测方法大都是依靠经纬仪、水准仪或全站仪等仪器进行人工监测，精度低且效率不高。

随着网络技术和测绘技术的发展，测量机器人、三维激光扫描、GNSS技术和物联网技术等先进技术已经逐渐应用于露天矿边坡稳定性监测中。

为矿山安全生产提供了强有力的保障，提高了矿山安全生产水平。

本文通过实例分析自动化监测预警系统在边坡监测工程中的应用。

关键词：自动化监测预警系统；边坡监测；应用1工程概况及安全监测等级划分某矿区位于单面山，总体地势呈现东高西低。

矿区采用台阶式分层采矿法，采区自上而下按15m高的台阶逐层开采，采矿场分为22个开采平台。

矿区最终开采高度约315m，边坡地层主要为顺层灰岩。

根据相关规范规定可知：该边坡属于高边坡（200～500m），高度等级指数H为2级；开采设计的顺向坡最终边坡角为40°～44°，反向坡最终边坡为49°～55°，根据露天采场边坡总边坡角等级划分，坡度等级指数A为1级；根据地质报告和边坡工程勘察报告，该矿区地质条件较为简单，地质条件等级指数G为3；根据边坡安全系数F对露天矿山采场边坡稳定性进行滑坡风险分级，该矿区采场边坡滑坡风险等级为4。

露天矿山采场边坡安全监测等级按边坡的变形指数和滑坡风险等级共同确定，当边坡变形指数和风险指数取值不在同一监测等级时，取两者中较高等级。

其中变形指数由式（1）确定。

D=H+A+G （1）式中，D为变形指数；H为高度等级指数；A为坡度等级指数；G为地质条件指数。

综上所述，矿区边坡的变形指数D为6级，滑坡风险等级为4。

当边坡变形指数和风险指数取值不在同一监测等级时，取变形指数和风险等级中较高的。

因此，该矿区边坡安全监测等级为2级。

GNSS 技术在高速公路路面工程测量中的应用研究摘要：随着城镇化进程日益加快，工程测量标准也越来越高，传统工程测量方式很难适应目前建筑工程的发展要求GNSS技术应运而生。

文章重点围绕GNSS技术理论、GNSS技术在高速公路路面工程测量中的应用以及具体的发展方向，三个方面进行探究，旨在实现测量技术和数据传输技术的融合，进行公路工程实施动态定位。

关键词：GNSS技术；高速公路；路面工程测量；应用研究在高速公路路面测量过程中，测量技术容易受到自然因素的干扰，严重影响测绘工作的精度。

在实际应用过程中，使用GNSS技术，它并不会受到传算数据的干扰。

以强化工作质量、提升工作效率为主，在推动工程测量技术发展的同时，更好地满足工程测量的准确度，也能实现路面测量工程的不断完善，给测量行业注入新的动力。

文章重点围绕GNSS技术在高速公路路面工程测量中的应用进行探究，希望可以更好地促进高速公路事业发展。

1 GNSS技术全球导航卫星系统称之为GNSS，主要是利用导航卫星发射信号，接收机则直接获取卫星信号。

对目标位置进行定位，为高速公路项目施工提供强有力的帮助（见下图一）。

GNSS技术在使用过程中，静态控制测量只需要使用三台接收机，数目越多，施工越为便利。

首先，测量的精准度较高，使用GNSS技术能有效地完成测量控制工作，独立的进行机械式量与站点同步测量，卫星能更好地实现网平差。

其次，GNSS技术在应用过程中测量时间较短，测量站的时间需要通过GNSS技术进行控制【1】。

GNSS技术接收体积在逐步缩小，操作也更加的方便，操作人员综合素质要求较高，在集体测量过程中，依托天线就可以完成各项测量工作，然后进行整平处理，确定天线高度尺寸、开启仪器进行自动检测，完成各项数据的有效分析和处理，进而保障测量工作的精度要求。

最后，测量站之前不需要进行通视。

GNSS技术主要是在保障各个测量点不通视的情况下，就能够完成测量。

为了全方位的提高先后接收质量，为了全方位的提高人员的操作效率，在进行工程路面测量过程中，需要科学的布设监测站点，一般情况下会将测量站点放在较为广阔的区域，保障视野开阔，满足数据测量的准确度需要。

近年来，随着GNSS 技术[1-2]、数据远程传输技术[3]和互联网技术[4]的不断成熟，使得边坡监测越来越向全天候、高精度、自动化方向发展，自动化监测方法[5-7]的出现改变了人工观测方式，系统服务器24h 工作，能够保证及时对数据进行解析处理，以便随时掌握边坡的安全情况[8]。

本文从某工程边坡安全稳定的角度出发，以GNSS 技术为基础，将其与数据远程传输技术相结合，构建边坡自动化监测体系，运用到边坡结构安全监测中，并对其监测结果进行了研究。

1GNSS自动化监测关键技术利用GNSS 技术进行边坡监测，包括基准站和采集站，将1台GNSS 接收机固定稳固安置在远离变形区域的位置作为基准站，另外多台GNSS 接收机安置在坡体位移点作为监测站，基准站和监测站同时启动，并以载波相位作为观测量，通过数据传输系统将同一时刻的GNSS 基准站和GNSS 监测站的原始观测数据发送到监测中心，利用专业软件对数据进行自动解算处理，从而得到监测站实时的mm 级坐标值[9]。

2边坡监测系统建设基于GNSS 的边坡自动化监测技术是由数据采集终端、通信网络和监测中心组成[10]。

数据采集终端可以在边坡上连续工作，它将各个独立的数据通过GPRS 网络发送到监测中心。

通信不受距离限制，可以把监测中心设置在远离环境恶劣的监测现场，有效保障了系统的正常运行。

2.1数据采集终端建设依据边坡工程钻探、地质勘查和设计施工等已有资料，在边坡变形区外一个稳定基础上布设一个GNSS 基准点，点名：（GNSS JZ1），设置定时启动，与其他监测站同步运行；在变形区关键断面处布设4基于GNSS 的边坡自动化监测系统应用研究王豪威1（1.核工业航测遥感中心,河北石家庄050002）摘要：边坡工程对安全性要求极高，对其进行变形监测是保证边坡安全运行的重要措施。

GNSS 技术具有数据实时采集、实时分析、可全天候观测、易于实现全系统的自动化等优势。

以GNSS 技术为基础，将其与计算机技术、数据远程传输技术相结合构建边坡自动化监测系统，并将其运用到边坡结构安全监测中。

综合探讨·350·GNSS-RTK技术在高速公路断面测量中的应用惠志廷中交一公局第五工程有限公司摘要：这些年以来我国大力发展基础建设，公路行业也得到了蓬勃发展，随着人们对质量要求的提高，道路施工中的各个环节也越来越受到关注。

在高速公路的建设中测量工程对整个建设项目的好坏起到决定性作用，而GNSS-RTK技术则是现代测量中的关键。

本文将针对GNSS-RTK技术在高速公路断面测量应用中的优点及其存在的问题进行分析，并提出了一些解决控制措施，希望能为该技术的持续发展提供参考。

关键词：GNSS-RTK技术；高速公路；断面测量；应用中图分类号：U412.2 文献标识码：A引言随着我国加速推进各省市之间的人员流动，人民群众的生活质量与之前相比发生了质的飞跃，这得益于交通运输方面的快速发展。

高速公路的大规模高速发展也促进了公路测量技术的进步革新，其中GNSS-RTK技术就是现代高速公路测量中一种重要的手段，被大量运用于高速公路断面测量中并且取得了巨大的成功。

从目前的使用效果来看，GNSS-RTK技术在高速公路测量中发挥着非常重要的作用，是测量领域的一个新突破。

因此，对GNSS-RTK 技术在高速公路断面测量中的应用进行分析是十分有必要的。

1 GNSS-RTK技术概述GNSS的全称是全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System），它是泛指所有的卫星导航系统，包括如美国的GNSS、欧洲的Galileo、中国北斗卫星导航系统等全球卫星导航系统以及美国的WAAS、欧洲的EGNOS和日本的MSAS等增强系统的统称，并且涵盖了在建和未来的其他卫星导航系统。

简单来说国际GNSS系统是个多系统、多层面、多模式的复杂组合系统。

RTK也被称作基准站RTK，是近年来在建立在差分GPS的基础上的一种新技术，目前已经广泛运用于较大大规模的高速公路施工中，取得了非常好的发展。

GNSS技术在高速公路高边坡监测中的应用探索摘要：高速公路中，高边坡受到雨水的影响，易出现失稳垮塌的情况，严重影响行车安全。

采用传统的方法监测高边坡时，因环境的限制，从而使监测结果的准确性大幅度降低。

为解决这一问题，可在边坡监测中引入先进的GNSS技术，通过该技术对边坡位移监测系统加以优化改进，完善系统性能，满足高边坡监测工作需要。

关键词：GNSS技术；高速公路；高边坡监测；应用1GNSS定位原理GNSS系统定位的基本原理是利用测距交会确定点位。

当GNSS接收机接收到卫星信号时，卫星坐标与信号传播时间为已知量，通过信号传播时间可求出卫星与GNSS接收机的距离。

因此，在三维空间中，GNSS接收机的可能位置构成一个球面。

当测到两颗卫星的距离时，接收机的可能位置被确定于两个球面相交构成的圆上；当得到第三颗卫星的距离后，球面与圆相交得到两个可能的点；第四颗卫星用于确定接收机的准确位置。

因此，如果接收机能够得到四颗GPS卫星的信号，就可以进行定位；当接收到信号的卫星数目>4时，可以优选四颗卫星计算位置。

受到卫星轨道误差、电离层延迟、大气折射效应等影响，仅使用单点定位时，定位精度为数米级，无法满足地质灾害监测需求。

为提高定位精度，地质灾害监测中一般采用静态解算的方法，其基本原理为在监测站附近稳定区域安装设备作为基准站，基准站与监测站的数据同时传回解算平台，进行长时间的静态解算，可得到毫米级别的位移信息。

图1单点定位原理示意图2应用优势2.1基准点选址要求低传统边坡监测方法对基准站选址要求较高，需保证监测点与基准点位置相同，但是在实际地形地貌客观条件的约束下，增加了基准点的选择难度。

而GNSS技术对基准站选址无特殊限制，不需要保证监测点与基准点处于同一地点，仅要求基准点必须位于无遮挡的开阔场地，即使远离监测点也可以完成监测任务，节省了基准点选址时的人力、物力投入。

2.2监测精度高GNSS技术对边坡变形的监测精度明显高于传统监测方法，并且监测精度不受环境变化、人为活动的影响，能够增强监测结果的稳定性和可靠性。

GNSS技术在高速公路路面工程测量中的应用探讨摘要：随着科技的快速发展，GNSS自动化监测技术凭借其全天候、精度高、可靠性强、扩展性好及动态实时、网络监控等优点已在各种工程监测项目中使用。

路面三维形貌数字化测量是自动驾驶技术行驶车道高精度建模的重要基础，同路面功能特性联系紧密，符合智慧交通、安全交通的发展理念，对推进交通基础设施数字化建设和汽车自动驾驶意义重大。

关键词：GNSS技术；高速公路；路面工程测量；应用探讨引言为确保公路工程施工质量符合项目要求，施工单位应从实用性、专业性、科学性角度出发，规划出最佳施工方案。

在公路工程测量时应对勘测的工序予以严格管控，提升勘测人员的专业能力。

此外，在实际测量时，多种外来因素会影响勘测质量，通过综合性措施强化数据信息、检测结果的可信度、准确度和真实性至关重要。

公路工程是经济社会发展过程中最重要的基础设施之一，保证公路工程施工建设质量，是推动地区间经济交流、优化区域间文化沟通的必然选择，也是为广大人民群众提供更高质量出行体验的不二之选。

1公路测量概述公路工程测量的内容主要有项目勘察和项目测试两个部分，公路工程测量是为项目设计、施工等提供可靠的数据支持，满足公路施工的参数要求，利用测量得到的结果对公路工程施工建设、经营管理等提供保证，发挥出公路工程的社会效益和应用价值。

在工程施工前，技术人员应按照测量标准和要求，对地质地貌展开详细勘查，灵活应用科学技术提高勘查水平。

公路工程测量工作分为两个阶段，第一阶段相对比较简单，要求施工单位制订出清晰可行的方案，并保证采取的技术手段兼具可行性和实用性。

以初步设计完成的测量图纸作为依据，详细测量公路工程中的各类参数，如地形地势等。

公路工程测量人员可选择应用定测法完成任务，基于初步测量得到的方案对后续的工作展开详细规划，如综合纵横断面测定、控制测量和中平测量等技术手段，保证参考资料和基础数据符合施工要求。

2传统路面形貌测量技术传统路面形貌测量设备与待测路面直接接触，通过测试体积、时间或摩擦系数等非形貌类指标间接估计路面纹理形貌的构造和粗糙度，常用方法有铺砂法、溢流时间法、摆式摩擦系数法等。

GNSS-RTK在边坡测量中的应用研究摘要:随着科技快速发展，GNSS-RTK技术也得到大量运用，为工程项目施工测量信息化以及数据化建设提供有利条件。

由此，本文首先阐述GNSS-RTK技术，然后探究此技术在边坡工程测量中的运用，最后专门针对GNSS-RTK技术在边坡工程测量当中的改善对策进行分析。

关键词：GNSS-RTK技术；边坡工程测量；数据技术；运用任何建设工程施工前都要对施工面积进行实测，而实测是为了保证施工的顺利进行。

为了获得更准确的施工区地质资料，有必要进行工程勘察，以确保获得更多有价值的资料，为今后的工程建设和运营提供可靠的依据。

在工程建设领域，边坡工程测量在不同类型的施工过程中发挥着重要作用，促进了工程建设的快速发展。

随着市场经济体制的不断完善，测绘技术发展迅速。

GPS、GIS、GNSS-RTK等各种先进的测量技术和设备，在不断提高测量精度的基础上，提高了工程建设质量。

随着科技的快速发展，现在测绘技术也得到大量运用v工程项目施工测量，信息化以及数据化建设提供有利条件。

1阐述GNSS-RTK技术所谓的GNSS-RTK技术主要建立在遥控技术以及地理信息系统等前提上，对工程项目的建设以及落实情况提供最基本的数据支撑和规划保障。

边坡工程测量最重要的目的则是运用测绘技术将设计图纸上所标明的边坡各项尺寸以及位置坐标等放在实际地形当中，保证工程人员以及施工人员能够更加精准的根据图纸进行建设。

边坡楼建成之后就可以运用测量技术对比实际边坡效果以及设计图纸中间存在的差异性，能够快速发现问题所在，并开展变更和及时纠正。

在道路以及桥梁等工程项目当中，需要运用测绘技术开展建设，对施工深度以及计算等方面需要根据测绘数据开展更加精准的施工，保证每一项工序都能够有序开展，确保最基本的工程能够将应有的作用充分发挥出来，最后运用这种技术来达到准确规划和建设。

2探究GNSS-RTK技术在边坡工程测量当中的运用众所周知，由于物体的类型不同，所产出的波谱响应也存在一定差异性，由此这种技术就是运用此原理对地面物体进行更合理且准确的识别。