深圳1220滑坡災害對當地住民廠房安全影響巨大，是多雨土坡地區自然災害之一。本篇測繪工程師職稱論文采用GPS測量方法來進行滑坡監測，研究GPS測量技術在滑坡監測工程中的應用方法。利用GPS測量技術的精準度來測定滑坡情況，收集數據，為建立牢固的滑坡修整工程提供有效參考。

　　推薦期刊：《現代測繪》(雙月刊)曾用刊名：江蘇測繪，1978年創刊，本著反映現代高新技術的發展，推動測繪科技成果向生產力轉化，促進測繪行業科技進步的辦刊宗旨，在廣泛交流測繪理論研究、應用技術、生產經驗等主面受到了廣大測繪科技工作者的關愛?！冬F代測繪》堅持為社會主義服務的方向，堅持以馬克思列寧主義、毛澤東思想和鄧小平理論為指導，貫徹“百花齊放、百家爭鳴”和“古為今用、洋為中用”的方針，堅持實事求是、理論與實際相結合的嚴謹學風，傳播先進的科學文化知識，弘揚民族優秀科學文化，促進國際科學文化交流，探索防災科技教育、教學及管理諸方面的規律，活躍教學與科研的學術風氣，為教學與科研服務。

　　摘要：利用大地測量手段進行滑坡體監測，一直被廣泛采用，為更合理地在工程運用中進行數據的采集和監測，文章對利用GPS技術進行滑坡監測的系統模型展開了分析，就GPS測量技術的采用提出了一些有益的建議，可供參考。

　　關鍵詞：GPS;測量技術;滑坡監測;系統模型

　　利用大地測量手段進行滑坡體監測，一直被廣泛采用，并取得了許多成功經驗，隨著GPS技術的迅速發展，測繪手段發生了巨大變化。目前GPS技術被廣泛應用于許多工程建設中，同時國內外專家學者研究表明：應用IGS精密星歷和最新版本的GAM IT高精度GPS數據處理軟件處理數據，中短邊相對中誤差優于1.4×10-7，長邊相對中誤差優于1.8×10-9，最弱點點位中誤差水平分量優于 2mm，可以滿足測量控制及滑坡監測精度的要求，而高程監測可直接使用通過網平差獲得地高精度的大地高差。另外通過大量實踐證實，GPS內符合精度一般可達1～2ppm，采用適當的計算方法求得高程異常后，計算為我國所用的正常高與水準測量結果的不符值，平原地區在3～20mm，山區約為10～50mm。目前GPS水準可以滿足四等水準測量的精度。測繪工程大隊利用已購置GPS設備，對正繼續進行監測的某滑坡進行了監測研究，取得了一些寶貴經驗，為后續作業提供了依據。

　　一、GPS測量及基本方法

　　GPS是20世紀70年代早期在原導航系統基礎上發展產生的一種應用范圍很廣的進行全方位實時導航、定位系統。GPS測量是通過接收系統跟蹤 GPS衛星連續不斷傳送到地球上的電磁波，從而獲取接受機天線位置(經度、緯度、大地高及三維坐標)。為了獲取較高的基線精度，通常采用載波相位測量。

　　GPS測量精度主要由設備和所用方法決定，此外與所用衛星數目及幾何形態(DOP因子)、接受機質量及天線安裝系統、電離層反射波、對流層反射波延遲、以及星歷(描述衛星位置的軌道參數信息)、后處理軟件等因素有關。GPS測量較傳統測量方法主要優點為：

　　1.觀測站之間無須通視，不要求控制網保障良好的幾何結構，從而使點位選擇靈活。

　　2.觀測時間短。短基線(20km左右)快速定位，其觀測時間僅需數分鐘。

　　3.可全天候作業，定位精度高。許多資料表明，在短基線(基線小于20km)其相對定位精度可達1×10-6～2×10-6。

　　4.提供三維坐標。

　　5.操作簡便，自動化程度高。它的唯一不足是目前接收機價格相對較高;接收機天線必須滿足可視天空要求。

　　二、GPS測量技術的實施

　　(一)基準點(網)的選擇和坐標測定

　　眾所周知，變形分析是建立在多次重復測量的基礎上，因此需要建立一個統一的基準，由于采用的基準不同，相應的變形位移量表示也不會相同。通常為了使問題簡單化，選擇固定基準。對于大型滑坡體監測為了建立一個統一的基準，布設一定數量的首級控制網——基準網，在傳統的經典作業中，不但要保證點位相對穩定又要保持良好的通視條件，同時還要保障測量控制網有良好的幾何結構，而使用GPS定位技術，使該項工作變得相對靈活，基準網(點)可以選擇離滑坡較遠且地質條件良好地域，并且網型也變得非常簡單。另外，由于基準點(網)精度的高低，直接影響變形監測點基線解算精度，基線起算點對基線解算最大影響為：

　　&=Q.6×10-4×D×&

　　式中：&為起算點對基線的最大影響;&為起算點坐標誤差;D為基線長度(以km計)。

　　當D=1km時，若要&≤0.1mm，則&≤1.7m，因此，獲取高精度的基準點坐標是非常必要的。利用目前我國已建立的GPS地面跟蹤站的數據進行聯合解算，可以獲取較高精度的WGS-84坐標，進一步提高監測精度。

　　對于使用傳統方法還繼續觀測的滑坡，可以利用原布設的基準網，以增強兩種不同監測資料的可比性，同時對原基準網加以改造，棄之網中對可視天空不符合要求的部分點位。

　　(二)GPS測量技術進行高程系統的采用

　　GPS定位測量技術采用大地高程系統，它可以直接測定測定點在WGS-84中的大地高程，而大地高程系統是以橢球為基準面的高程系統，它隨著橢球體的定位和定向的不同而不同，這一高程系統在工程上雖沒有廣泛應用，但結合高程異常資料，對確定點的正常高方面有著及其重要意義。在滑坡監測中，一般只需測出監測點的大地高的精確變化，就能計算出它的高程位移量，從而反映滑坡高程形變情況，因此只要保證GPS基線的高精度，就能進行GPS高程形變監測。

　　此外，對于還利用傳統測量方法繼續觀測的滑坡，為了保證資料連續性，可以選擇一定數據的高精度幾何水準點，采用一定的擬合方法進行擬合測定高程異常，從而實現大地高程系統與我國常用的高程系統轉化，目前研究和實測資料表明：一般情況下在保證基線質量的前提下，選擇合適的約束點，經約束平差后獲得的海拔高程精度可以滿足三、四等水準測量的精度。

　　(三)GPS測量主要誤差在滑坡監測中的對策

　　1.衛星星歷誤差。衛星星歷誤差是影響GPS精密相對定位的重要誤差之一，在一個觀測時段內它屬于系統誤差，實踐表明：使用廣播星歷進行解算，也能保證1～2ppm相對定位精度，因此，在滑坡監測的短基線(小于5km)條件下，可用廣播星歷對基線進行解算。

　　2.對流層折射影響。盡管對流層折射影響亦是GPS定位的重要因素之一，但由于一般監測測區相對較小，可利用同步觀測量求差，來減少該項誤差的影響。

　　3.周跳修復。在載波相位測量中，周跳是否修復是決定高精度GPS基線解算是否成功的又一重要因素，為了達到修復周跳的目的，可以使用GAMIT軟件，進行人為干預解算修復，實踐證明該軟件對周跳修復是很優秀的。

　　4.多路徑誤差。多路徑效應是GPS測量中的又一重要誤差源，它與衛星信號方向、反射系數等不定因素有關，暫無法建立改正模型，采用選擇合適的站址，使用改進型天線削弱其影響。

　　三、用GPS測量技術的實踐

　　滑坡位于左岸，隨著電站運行，泄流雨霧的影響，該邊坡可能產生整體失穩，危及電站安全運行。為了密切監視邊坡動態，采用傳統觀測方法進行監測，但泄水時產生大量雨霧，常常困擾著現場作業。使用GPS和傳統觀測方法同時對其進行監測，GPS監測精度良好，效果令人滿意，監測點平面精度在 1.2～1.6mm之間，高程精度均在3.0mm以下，GPS成果與傳統方法觀測成果比較，坐標相差均小于3mm，高程相差5mm以下。

　　四、結語

　　滑坡監測工程中GPS測量技術在國內外有許多應用實例，均取得了良好效果。隨著GPS定位技術的不斷發展，儀器功能增強和完善、價格進一步降低，各種解算模型的完善，相信GPS在滑坡監測中有非常廣闊的應用前景。

　　滑坡的發生常和水的作用有密切的關系，水的作用，往往是引起滑坡的主要因素，因此，消除和減輕水對邊坡的危害尤其重要，其目的是：降低孔隙水壓力和動水壓力，防止巖土體的軟化及溶蝕分解，消除或減小水的沖刷和浪擊作用。位于城鎮的滑坡常常砸埋房屋，傷亡人畜，毀壞田地，摧毀工廠、學校、機關單位等，并毀壞各種設施，造成停電、停水、停工，有時甚至毀滅整個城鎮。發生在工礦區的滑坡，可摧毀礦山設施，傷亡職工，毀壞廠房，使礦山停工停產，常常造成重大損失。