【正文】 △X △Y △H相對(duì)距離累計(jì)變化率 △X △Y △H 相對(duì)距離累計(jì)變化率預(yù)估下一周期變化本周期變化率本周期位移初始坐標(biāo) 本期監(jiān)測(cè)坐標(biāo) 累計(jì)位移所生成的報(bào)表 注：報(bào)表的內(nèi)容可以根據(jù)實(shí)際需要增加或刪除。正因?yàn)槭撬陟o態(tài)相對(duì)定位中的高精度、高效益、全天候、不需通視等優(yōu)點(diǎn)，使人們普遍采用其來代替常規(guī)的三角、三邊、邊角等方法，并在理論、實(shí)踐中取得了可喜的成果。例如：英國(guó) Humber 橋的 GNSS 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、日本明石海峽大橋的 GNSS 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、虎門大橋 GNSS 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、青馬大橋、汲水門大橋和汀九大橋的 GNSS 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警工程于 2020 年 3 月正式啟動(dòng)后，三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工作指揮部在全庫(kù)區(qū)建成包括 GNSS 監(jiān)測(cè)網(wǎng)、綜合立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)和遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的專業(yè)監(jiān)測(cè)工程，建立各類監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn) 1447個(gè)，配備 GNSS接收機(jī) 46臺(tái)（套）， 39 并在重慶市和湖北省的 18 個(gè)區(qū)、縣的 129 處滑坡和庫(kù)岸監(jiān)測(cè)運(yùn)行。 利用 CDMonitor 軟件能進(jìn)行 7 24 小時(shí)不間斷觀測(cè)。 具體的 CDMonitor 實(shí)時(shí)差分變形監(jiān)測(cè)軟件的工作流程可用下圖表示： CDMonitor工作流程 如圖所示， CDMonitor 變形監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)了各個(gè)監(jiān)控 站的實(shí)時(shí)差分定位，并具有圖形顯示、接收機(jī)設(shè)置、監(jiān)控站參數(shù)設(shè)置、觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄、報(bào)警等功能。 41 CDMonitor 數(shù)據(jù)處理軟件 CDMonitor 功能簡(jiǎn)介 : CDMonitor 的功能模塊 這里用框圖來表示 CDMonitor 的主要功能模塊。 ? 具有防死機(jī)功能，一旦某個(gè)監(jiān)測(cè)站出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象，軟件馬上會(huì)通過數(shù)據(jù)信號(hào)觸發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)接收機(jī)自動(dòng)重啟； ? 可以調(diào)整各個(gè)監(jiān)測(cè)站的位置更新率； ? 支持網(wǎng)絡(luò)分布式計(jì)算； ? 軟件實(shí)現(xiàn) C/S 架構(gòu)，客戶端 可以運(yùn)行在遠(yuǎn)程； 43 ? 提供第三方軟件接口，如用 COM 組件的方式實(shí)現(xiàn)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢、管理、報(bào)警； 另外， CDMonitor 軟件可用于橋梁、大壩、礦區(qū)等的監(jiān)測(cè)，可針對(duì)不同的工作環(huán)境對(duì)用戶圖形界面進(jìn)行定制。 數(shù)據(jù)記錄 連接數(shù)據(jù)庫(kù)， CDMonitor 能夠記錄用戶需要保留的各項(xiàng)信息，根據(jù)用戶的選擇，記錄的內(nèi)容如下 ： GNSS 定位數(shù)據(jù) 坐標(biāo)； 精度（水平和垂直）； PDOP 值； 使用衛(wèi)星顆數(shù)； 解類型。 1) 算法 相比 RTK 及傳統(tǒng)靜態(tài)方法而言， CDMonitor 的算法具有如下特點(diǎn)： ? CDMonitor 采用采用同時(shí)刻（在 1 微秒之內(nèi)）的 GNSS 原始觀測(cè)值進(jìn)行差分解算；而 RTK 方法不需要差分改正數(shù)和流動(dòng)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)保持同步，一般的參考站接收機(jī)差分改正數(shù)廣播更新率為 1Hz，因此，一般情況下差分改正數(shù)會(huì)延遲 秒到 2 秒不等，在特別情況下， 流動(dòng)站能允許 1 分鐘之前的差分改正數(shù)參與解算； ? CDMonitor 可以采用擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)非線性 Kalman 濾波算法進(jìn)行差分解算。而通常的 RTK 方法，要求參考站和流動(dòng)站之間進(jìn)行通訊，又要求流動(dòng)站和數(shù)據(jù)中心之間進(jìn)行通訊。 2) 精度 CDMonitor 直接應(yīng)用 GNSS 接收機(jī)的原始數(shù)據(jù)，參考站和流動(dòng)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)保持嚴(yán)格的同步，所以，大氣層延遲造成的公共誤差被最大程度地抵消， CDMonitor 還采用濾波方法消除 GNSS 動(dòng)態(tài)定位 數(shù)據(jù)中的各種隨機(jī)誤差，是輸出的定位結(jié)果更符合真實(shí)的情況，所以 CDMonitor 根據(jù)采用的 GNSS 接收機(jī)和 GNSS 天線的不同，可以保證毫米級(jí)的定位精度，而通常的 RTK 接收機(jī)動(dòng)態(tài)定位精度為厘米級(jí)。 系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù) 軟件本身的工作狀態(tài)； 各個(gè)機(jī)站的工作狀態(tài)是否正常； 網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。 ? 權(quán)限管理：一般用戶只能瀏覽數(shù)據(jù)，系統(tǒng)管理員才可能對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 ? 環(huán)境參數(shù)輸入功能。 CDMonitor 實(shí)時(shí)差分變形監(jiān)控軟件支持英文和中文。 CDMonitor 支持各種主流品牌的單 多頻GNSS 接收機(jī)混合監(jiān)控。 由 CDMonitor 為核心構(gòu)成的變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè) GNSS 接收機(jī)只需要輸出 GNSS 的原始數(shù)據(jù)和星歷，原始數(shù)據(jù)包含了 GNSS 解算所有必要的偽距和載波相位數(shù)據(jù)等，星歷指 GNSS 衛(wèi)星發(fā)播的廣播星歷。特別是近十余年來，采用 GIS（地 理信息系統(tǒng)）和 GNSS（全球定位系統(tǒng)）技術(shù)，對(duì)全市監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了全面更新與調(diào)整，并正在建設(shè)完善全市地面沉降自動(dòng)化預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)工程。 從國(guó)內(nèi)外的有關(guān)研究和應(yīng)用可以看出 GNSS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在橋梁、大型建筑、地震、大壩等行業(yè)中應(yīng)用并取得較好的效益。這套軟件對(duì)于人工建筑變形分析－－比如大型橋梁，水壩，大型人工建筑以及油田沉陷，礦山采空區(qū)沉陷，城市地下水漏斗沉陷，火山監(jiān)測(cè)，山體滑坡監(jiān)測(cè)等等具有非常大的現(xiàn)實(shí)意義。 (5) 服務(wù)器上應(yīng)集成數(shù)據(jù)采集、傳輸、解算、分析，客戶端等軟件，滿足整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的需要。 ? 機(jī)柜距離地面宜≥ 30cm。 機(jī)柜設(shè)計(jì)采用 50cm 50cm 20cm 的不銹鋼機(jī)箱裝置，加防盜鎖，放在外場(chǎng)機(jī)房里 。在裱糊、粘接貼面及進(jìn)行其他涂復(fù)施工時(shí)，其環(huán)境條件應(yīng)符合材料說明書的規(guī)定。 室內(nèi)裝修作業(yè)應(yīng)符合《裝飾工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、《地面及樓面工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、《木結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》及《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備的布置應(yīng)有利于操作、管理，有利于各子系統(tǒng)間的技術(shù)聯(lián)接，有利于統(tǒng)一管理和維 護(hù)。 ? 給工作人員創(chuàng)造健康衛(wèi)生的工作環(huán)境。 GPS 天線電纜、通訊射頻電纜在接入主機(jī)前，必須加裝天饋浪涌保護(hù)器； ? 機(jī)柜中的空氣開關(guān)后端并聯(lián)一個(gè)單項(xiàng)電源避雷器，作為電源部分的避雷； ? 架空電力線和其他架空線的防雷措施一定要處理好，因?yàn)檫@是引雷重要途徑，其防護(hù)措施有地埋和裝設(shè)避雷地線等； ? 電力線進(jìn)入 UPS 之前，加裝 ZGB148A40 電力線電涌防護(hù)設(shè)備，隔離 UPS和電力線。 避雷針與天線的距離選擇大于 3 米，是以中等強(qiáng)度的雷電流通過避雷針接地泄流時(shí)所產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場(chǎng)到達(dá)天線時(shí)其強(qiáng)度可衰減到安全值的范圍之內(nèi)。 直接雷防護(hù) 在距觀測(cè)墩 3－ 米處安裝 H=7 米的普通避雷針，選用Ф 16 不銹鋼制作。隨著半導(dǎo)體器件的集成化程度的提高，元件間距的減小，半導(dǎo)體的厚度的變薄，使得電子設(shè)備受到瞬態(tài)過電破壞的可能性越來越大。其主要的組網(wǎng)方式有 三種： 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)組網(wǎng)，中繼的連接，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn) 。 無(wú)線網(wǎng)橋通訊方式 無(wú)線網(wǎng)橋是為使用無(wú)線（微波）進(jìn)行遠(yuǎn)距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)間互聯(lián)而設(shè)計(jì)。 蓄電池可埋設(shè)在觀測(cè)墩的附近， 埋入地下， 防凍并 避免日曬雨淋、被盜賊偷盜 和外力沖擊 。 ? 蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。 ? 太陽(yáng)能控制器：太陽(yáng)能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。 輸出的電壓為 12V，直接供給設(shè)備使用， 各部分的作用為： ? 太陽(yáng)能電池板：太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。 26 土層觀測(cè)墩 注：所有監(jiān)測(cè)站的水泥觀測(cè)墩的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn) 按照 參考基站的建設(shè)要求。 大壩 滑坡體 GNSS 監(jiān)測(cè)站和參考站一樣，也包括監(jiān)測(cè)站選址、監(jiān)測(cè)站基建、儀器設(shè)備的選擇及設(shè)備安裝四個(gè)部分： （ 1） 監(jiān)測(cè)站站址選擇 根據(jù)各滑坡體監(jiān)測(cè)區(qū)域的實(shí)際情況，如地質(zhì)條件等及參照《 GNSS 測(cè)量規(guī)范》，具體布置如上圖。澆灌標(biāo)石時(shí)，須逐層充分搗固； ? 氣溫在 0℃以下時(shí)，必須加入防凍劑，拆模時(shí)間不得少于 24h，否則不準(zhǔn)施工； ? 拆模時(shí)間可根據(jù)氣溫和外加劑性能決定，一般條件下，平均氣溫在 0℃以上時(shí)，拆模時(shí)間不得少于 12h。制作受凍融影響的混凝土標(biāo)石，宜使用普通硅酸鹽水泥。混凝土澆鑄過程中的水泥、沙子、石子 及其他添加劑的用量以及混凝土施工的要求均按照表 21 一的要求執(zhí)行； ? GNSS 觀測(cè)墩中的鋼筋骨架采用直徑≧ 10mm 的螺紋鋼筋，使用時(shí)須在距兩端 10cm 處，分別向內(nèi)彎成∩形彎（足筋下端 30cm 處向外彎成 ∟ 形彎）用料。 19 5 大壩 GNSS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)方案實(shí)施 1) 本 GNSS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 實(shí)施主要包括以下幾個(gè)方面： 2) 參考站及監(jiān)測(cè)站選址 3) 參考站及監(jiān)測(cè)站觀測(cè)墩的建設(shè) 4) 通訊電纜的鋪設(shè) 5) 設(shè)備的供電 6) 設(shè)備避雷 7) 數(shù)據(jù)通訊 8) 控制中心的建設(shè) 本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù) 大壩 GNSS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng) 技術(shù)設(shè)計(jì) 及工程建造依據(jù)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，本設(shè)計(jì)書中所引用的部分技術(shù)規(guī)范參 下表： 名稱 編號(hào) 批準(zhǔn)單位 年份 全球定位系統(tǒng)測(cè)量規(guī)范 CH2020 國(guó)家測(cè)繪局 精密工程測(cè)量規(guī)范 GB/T 1531494 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局 19941222 全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程 CJJ 7397 中國(guó)建設(shè)部 1997 UNAVCO 基準(zhǔn)站建立規(guī)范 國(guó)際 UNAVCO 組織 IGS 基準(zhǔn)站建立規(guī)范 國(guó)際 IGS 委員會(huì) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ 10— 89 建設(shè)部 大壩 GNSS 監(jiān)測(cè)點(diǎn) 的布置 大壩 GNSS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng) 的監(jiān)測(cè)單元 包括參考站和監(jiān)測(cè)站 ，各站點(diǎn)的具體布置方式根據(jù)以下要求： GNSS 參考站 （ 1） GNSS 參考站選址 GNSS 參考站選址要求應(yīng)滿足以下要求： 20 ? 覆蓋并均勻分布整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域，并兼顧參考點(diǎn)距離監(jiān)測(cè)點(diǎn)最近的原則； ? 場(chǎng)地穩(wěn)固，年平均下沉和位移小于 2mm； ? 視野開闊，視場(chǎng)內(nèi)障礙物的高度不宜超過 15176。 在沒有太陽(yáng)的情況下 ，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備可依靠備用電源連續(xù)工作 7 天以上； 4. GNSS 硬件具有良好的物理性能和工作性能，適合長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作 ， GNSS接收機(jī)天線為 大地測(cè)量型天線； 5. 本系統(tǒng) 可 采用 無(wú)線網(wǎng)橋 通訊，數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?準(zhǔn) 實(shí)時(shí)處理 ； 6. 準(zhǔn) 實(shí)時(shí)顯示 和分析 形變量 ，可間斷性評(píng)估 滑坡體 的健康狀況； 7. 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸出 ； 8. 控制中心軟件自動(dòng)解算，最短反應(yīng)時(shí)間可為幾 分 鐘到幾小時(shí)，并實(shí)時(shí) 進(jìn)行 網(wǎng)平差， 自動(dòng)評(píng)估監(jiān)測(cè)結(jié)果，而且各參數(shù) 完全由用戶根據(jù)不同監(jiān)測(cè) 需求 自行 設(shè)置 。由于 BD2 和 GPS 工作原理一致，因此 BD2+GPS 方案較單 GPS方案具有以下優(yōu)勢(shì)： 1) 可認(rèn)為選擇接收機(jī)所跟蹤的同步衛(wèi)星作為參考衛(wèi)星，從而降低了軟件解算時(shí)更換參考衛(wèi)星帶來的誤差； 2) 增多了可 跟蹤衛(wèi)星數(shù)，彌補(bǔ)了高軌道衛(wèi)星數(shù)據(jù)少的問題，同時(shí)可利用 BD2 三頻技術(shù)，增加多余觀測(cè)，從而較大程度的提高監(jiān)測(cè)解算精度； 3) 增多了可跟蹤衛(wèi)星數(shù)，使衛(wèi)星分布更合理，降低了 DOP 值，提高了監(jiān)測(cè)解算精度，特別是所能跟蹤 GPS 衛(wèi)星少時(shí)顯得更為重要。 如 下 圖，為系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 拓?fù)?圖。 大壩 GNSS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)組成 數(shù)據(jù)處理 中心 建設(shè)在大壩控制中心 ， 辦公室有 總控計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理工作站、打印機(jī)等硬件設(shè)備， 而在總控計(jì)算機(jī)上安裝 司南 CDMonitor 軟件 2。通過 無(wú)線網(wǎng)橋 1或者GPRS/CDMA 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳到控制中心。 2020 年 6 月，峪耳崖金礦經(jīng)改制進(jìn)入中金黃金股份有限公司， 2020 年， 14 改制成立河北峪耳崖黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司，從此步入了全新的發(fā)展軌道 。礦區(qū)北距承德市 127 公里；南距唐山市 152 公里；目前正在興建的承德 秦皇島出 海公路經(jīng)由該礦，交通十分便利。 其中政和段，位移武夷山政和縣，處于山區(qū)，形成多處高速 大壩 。 10 安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布設(shè)在長(zhǎng)河壩水電站的泄洪、放空洞進(jìn)口，共 38 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用 GPS+北斗的監(jiān)測(cè)方式，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 大壩 穩(wěn)定性情況。 9 、水電站高 大壩 長(zhǎng)河壩泄洪洞 大壩 監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 長(zhǎng)河壩水電站位于四川省 甘孜藏族自治州 康定縣 境內(nèi)，為 大渡河 干流水電梯級(jí)開發(fā)的第 10級(jí)電站，工程區(qū)地處大渡河上游金湯河口以下約 4km～ 7km河段上，壩址上距丹巴縣城 82km ，下距滬定縣城 49km。 司南變形監(jiān)測(cè)應(yīng)用實(shí)例 露天礦 大壩 華能伊敏河露天礦 大壩 自動(dòng)化監(jiān)測(cè) 華能伊敏露天煤礦為五大露天礦之一，位于內(nèi)蒙古呼倫貝爾市鄂溫克旗境內(nèi)，為華能集團(tuán)全資擁有企業(yè)，隸屬華能呼倫貝爾能源開發(fā)有限公司。 很多工程師認(rèn)為自動(dòng)化監(jiān)測(cè)是 “ 黑箱 ” ，可見的查驗(yàn)以及寶貴的經(jīng)驗(yàn)都被冷冰冰的電路板和繼電器將所存在的問題通過警報(bào)而取代了。 7 2) 可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程以及惡劣天氣條件下采集數(shù)據(jù)。而 司南 GNSS 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)做到數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸、自動(dòng)解算處理、準(zhǔn)實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果和測(cè)量結(jié)果圖形演示 ，自動(dòng)預(yù)警報(bào)警。目前，隨著 GNSS 技術(shù)的不斷成熟， GNSS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在橋梁、滑坡、建筑、地震、大壩等行業(yè)中應(yīng)用并取得很好 的效益。 GNSS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展 GNSS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）自八十年代中期投入民用后，已廣泛地在導(dǎo)航、定位