【正文】 因此，現(xiàn)代工程變形監(jiān)測(cè)技術(shù)，綜合體現(xiàn)在數(shù)據(jù)獲取的高精度、自動(dòng)化，監(jiān)測(cè)設(shè)備多層次的集優(yōu)化，變形數(shù)據(jù)分析的專(zhuān)業(yè)化、信息化，監(jiān)測(cè)信息共享的網(wǎng)絡(luò)化。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、無(wú)線電通訊技術(shù)、空間技術(shù)及地球科學(xué)的迅速發(fā)展，RTS、GPS、RS、內(nèi)觀傳感器及GIS技術(shù)已從各自獨(dú)立發(fā)展進(jìn)人相互集成融合的階段。通過(guò)圖形與屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的連接和多期變形測(cè)量結(jié)果趨勢(shì)性計(jì)算與變形趨勢(shì)圖的制作，建立可視化的變形測(cè)量查詢、分析、管理信息系統(tǒng)，將更加有利于變形測(cè)量分析與管理。GIS就是將與變形有關(guān)的眾多的內(nèi)因和外因，所有數(shù)據(jù)都抽象為GIS的向量層或者柵格數(shù)據(jù)層，然后利用力學(xué)參數(shù)模型進(jìn)行災(zāi)害評(píng)估和分析?；贕IS的變形分析與預(yù)報(bào)專(zhuān)家系統(tǒng)，開(kāi)始成為熱門(mén)的研究。機(jī)載型的三維激光掃描系統(tǒng)測(cè)量范圍大，速度快，但精度較差，價(jià)格昂貴，推廣還有相當(dāng)難度。機(jī)載的激光掃描測(cè)量，一般與GPS、陀螺、慣性測(cè)量系統(tǒng)(IMU)、大面陣數(shù)碼相機(jī)(DC)結(jié)合，可以在很短時(shí)間內(nèi)獲取適合GIS使用標(biāo)準(zhǔn)的大范圍的、詳細(xì)的、三維地形數(shù)據(jù)。 DInSAR作為最重要的對(duì)地觀測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)，監(jiān)測(cè)范圍大且屬于面監(jiān)測(cè)，將會(huì)逐步成為大區(qū)域地面形變監(jiān)測(cè)的重要手段。 但I(xiàn)nSAR數(shù)據(jù)質(zhì)量要受到多種因素的影響，SAR衛(wèi)星軌道誤差、大氣層延遲誤差、系統(tǒng)熱噪聲引起的熱失相關(guān)、多普勒質(zhì)心引起的失相關(guān)、空間基線過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短引起的基線失相關(guān)、地面散射引起的失相關(guān)、兩次飛行不平行引起的旋轉(zhuǎn)失相關(guān)、兩次飛行期間氣候和地面等環(huán)境因素發(fā)生變化引起的時(shí)間失相關(guān)以及數(shù)據(jù)處理過(guò)程引起的噪聲等多種因素影響，造成了InSAR技術(shù)應(yīng)用中的許多實(shí)際困難，而且精度也受到一定的限制。在國(guó)內(nèi)，近幾年也加快在DInSAR技術(shù)方面的研究，先后對(duì)蘇州地區(qū)的地表沉降、香港赤臘角機(jī)場(chǎng)沉降、長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)的地形變及滑坡監(jiān)測(cè)等進(jìn)行應(yīng)用研究，取得了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。DINSAR利用同一地區(qū)的兩幅干涉圖像，其中一幅是通過(guò)形變事件前的兩幅SAR獲取的干涉圖像，另一幅是通過(guò)形變事件前后兩幅SAR圖像獲取的干涉圖像，然后通過(guò)兩幅干涉圖差分處理（除去地球曲面、地形起伏影響）來(lái)獲取地表微量形變的測(cè)量技術(shù)，因此，DINSAR可以用來(lái)研究地表面水平和垂直位移、大型工程的形變等。 DInSAR監(jiān)測(cè)技術(shù) 合成孔徑雷達(dá)以無(wú)線電波為媒介的主動(dòng)微波遙感工具。 GPS在高山峽谷、地下、建筑物密集地區(qū)和密林深處，由于衛(wèi)星信號(hào)被遮擋及多路徑效應(yīng)的影響，其監(jiān)測(cè)精度和可靠性不高或無(wú)法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)于海上勘探平臺(tái)沉陷監(jiān)測(cè)、城市地面沉陷監(jiān)測(cè)，采用傳統(tǒng)的水準(zhǔn)測(cè)量方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)或作業(yè)強(qiáng)度很大，采用GPS可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而且可以直接利用大地高計(jì)算沉陷量，使觀測(cè)結(jié)果的精度不受損失。 由于GPS不需要各種點(diǎn)（基準(zhǔn)點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)）之間通視，測(cè)量范圍也不受限制，同時(shí)具有高速數(shù)據(jù)采樣率，使其在工程變形監(jiān)測(cè)方面，具有獨(dú)特測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)。 GPS可以提供點(diǎn)位基于全球坐標(biāo)系統(tǒng)的變化，不受局部變形的影響，可以監(jiān)測(cè)全球范圍或區(qū)域范圍內(nèi)的地球板塊的運(yùn)動(dòng)，為地震監(jiān)測(cè)提供必要的數(shù)據(jù)。目前主要包括GPS全球定位系統(tǒng)、DInSAR（Differential－Interferometric Synthetic Aperture Radar）差分干涉雷達(dá)測(cè)量和機(jī)載激光三維掃描等技術(shù)。由于光纖應(yīng)變監(jiān)測(cè)需要將監(jiān)測(cè)傳感器布置到需要監(jiān)測(cè)的部位，對(duì)于一些不能布點(diǎn)的監(jiān)測(cè)部位，光纖應(yīng)變監(jiān)測(cè)無(wú)法使用。采用光纖傳感器優(yōu)點(diǎn)主要有：光纖應(yīng)變監(jiān)測(cè)技術(shù)可以進(jìn)行分布式監(jiān)測(cè)，可做長(zhǎng)距離，大范圍的面狀監(jiān)測(cè)；它對(duì)測(cè)點(diǎn)輸入的不是電源，而是光源，因此，不受電磁干擾，穩(wěn)定性好；監(jiān)測(cè)精度高，可以滿足工程監(jiān)測(cè)要求；光纖傳感器本身又是信號(hào)的傳輸線，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)的位移計(jì)、變位計(jì)和應(yīng)變計(jì)等點(diǎn)式監(jiān)測(cè)手段，通常采用電阻式、電感式、鋼弦式、電容式、壓電式、壓磁式等傳感器，易受雷擊等電磁干擾大，故障概率高。 地下觀測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)主要指監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)體及巖土內(nèi)部變形的技術(shù)。 （3）基于三維監(jiān)測(cè)對(duì)象模型的變形分析理論及方法研究。三維激光掃描儀的采樣數(shù)據(jù)包括監(jiān)測(cè)對(duì)象的三維點(diǎn)云和同步采集的紋理信息，利用點(diǎn)云信息能夠很快構(gòu)建監(jiān)測(cè)對(duì)象的三維數(shù)據(jù)模型，再加上紋理信息，就能建立研究對(duì)象的仿真模型?？紤]采用監(jiān)測(cè)對(duì)象自身的特征點(diǎn)或人工投射的特征信息來(lái)替代變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的作用。 但由于激光掃描系統(tǒng)得到的是海量數(shù)據(jù)，一個(gè)目標(biāo)多幅距離影像，以及點(diǎn)云的散亂性、沒(méi)有實(shí)體特征參數(shù)等，直接利用三維激光掃描數(shù)據(jù)比較困難。 三維激光掃描系統(tǒng)的速度快，不需接觸目標(biāo)，精度高，信息豐富（不僅獲取空間信息，還獲取灰度信息和真彩色紋理）、自動(dòng)化程度高、3mm的面型測(cè)量精度等特點(diǎn)，這些技術(shù)優(yōu)勢(shì)決定在變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域?qū)⒂兄鴱V闊的應(yīng)用前景。 影響三維激光掃描儀測(cè)量精度的因素較多，主要包括：步進(jìn)器的測(cè)角精度、儀器的測(cè)時(shí)精度、激光信號(hào)的信噪比、反射率、回波信號(hào)的強(qiáng)度、背景噪聲的強(qiáng)度、激光脈沖接受器的靈敏度、被測(cè)點(diǎn)的距離、儀器與被測(cè)目標(biāo)面所形成的角度等等。同樣使用極坐標(biāo)測(cè)量原理，該儀器與全站儀最大的不同，是應(yīng)用無(wú)合作目標(biāo)測(cè)量方式實(shí)現(xiàn)從全站儀點(diǎn)測(cè)量到面測(cè)量的躍升，能夠快速獲取被測(cè)物高密度的三維數(shù)據(jù)，所以又稱(chēng)三維激光掃描技術(shù)。其主要技術(shù)手段、管理方式和單臺(tái)極坐標(biāo)在線模式一致。采用三邊交會(huì)系統(tǒng)已應(yīng)用在五強(qiáng)溪大壩監(jiān)測(cè)中。目前該模式已在新疆三屯河水庫(kù)大壩、港口灣水庫(kù)大壩、明珠線二期南浦大橋、小浪底大壩、廣州地鐵等進(jìn)行了很好的應(yīng)用。 單臺(tái)極坐標(biāo)持續(xù)監(jiān)測(cè)方式，配置簡(jiǎn)單，設(shè)備利用率高，但監(jiān)測(cè)范圍較小，無(wú)法組網(wǎng)測(cè)量，要達(dá)到亞毫米級(jí)精度必須采取合理的測(cè)量方案和數(shù)據(jù)處理方法。移動(dòng)式監(jiān)測(cè)方式成本低，已應(yīng)用在上海磁懸浮工程、南水電站大壩監(jiān)測(cè)等工程的外部變形監(jiān)測(cè)中。 針對(duì)不同的監(jiān)測(cè)對(duì)象和要求，自動(dòng)全站儀可組成以下的監(jiān)測(cè)方式。目前地面觀測(cè)技術(shù)的主要發(fā)展為測(cè)量機(jī)器人和激光三維掃描技術(shù)。在監(jiān)測(cè)分析方面，利用GIS的數(shù)據(jù)管理與分析功能而開(kāi)發(fā)的專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)采集到的各種大量信息進(jìn)行有效快速分析與處理。以GPS（全球定位系統(tǒng)）、差分干涉合成孔徑雷達(dá)（DInSAR）技術(shù)和機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)為代表空間對(duì)地觀測(cè)技術(shù)，正逐步得到發(fā)展和應(yīng)用。以RTS（自動(dòng)全站儀、測(cè)量機(jī)器人）為代表的現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)，逐步取代以經(jīng)緯儀、全站儀為代表的常規(guī)測(cè)量技術(shù)，成為主要的地面監(jiān)測(cè)技術(shù)手段。目前整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行良好、數(shù)據(jù)可靠，能夠準(zhǔn)確表達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的工作狀態(tài)，為運(yùn)行單位及相關(guān)部門(mén)隨時(shí)隨地掌握滑坡信息提供了放心的平臺(tái)。系統(tǒng)服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)如下圖所示：綜合評(píng)價(jià)中海達(dá)為廣東省東莞市鳳崗鎮(zhèn)滑坡監(jiān)測(cè)工程定制的GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案目標(biāo)明確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能完備、流程清晰，整個(gè)方案因地制宜、具有鮮明的針對(duì)性。工程實(shí)施總共歷經(jīng) 20 幾天，實(shí)行全過(guò)程質(zhì)量控制，確保了整個(gè)工程系統(tǒng)的施工質(zhì)量。其中監(jiān)測(cè)分析預(yù)警子系統(tǒng)功能十分強(qiáng)大，能計(jì)算三維位移分量及各向變形速率，能自動(dòng)生成變形歷時(shí)曲線和變形分布圖以及相關(guān)圖；能根據(jù)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行警界判定并適時(shí)進(jìn)行預(yù)警信息發(fā)布。中海達(dá) VNet3 接收機(jī)是基于 Linux 操作系統(tǒng)內(nèi)核開(kāi)發(fā)的真正的多用戶、多任務(wù)、多平臺(tái)操作系統(tǒng)，系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，管理功能和網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大，體積小、功耗低（），適合長(zhǎng)期無(wú)人值守連續(xù)監(jiān)測(cè)，它具有獨(dú)立的 12 個(gè)并行通道，支持?jǐn)?shù)據(jù)更新率高達(dá) 20Hz，支持 UHF 無(wú)線電臺(tái)、寬帶接口、TCP/IP、Fax Modem、數(shù)據(jù)專(zhuān)線 Modem、內(nèi)置 GSM/CDMA/TDMA 無(wú)線通信功能、互聯(lián)網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙等多種通信方式。根據(jù)實(shí)地踏勘，將基準(zhǔn)站選在全策電子公司大樓頂部，周?chē)曇伴_(kāi)闊，無(wú)高層建筑物遮擋，附近無(wú)大型無(wú)線電發(fā)射裝置及能產(chǎn)生多路徑效應(yīng)的大面積水域等設(shè)施，高壓線也在有效影響范圍之外；監(jiān)測(cè)站則根據(jù)具體監(jiān)測(cè)需要，將一個(gè)點(diǎn)布置在滑坡體的中上部，另一個(gè)點(diǎn)則布置在滑坡中下部隆起的滑坡臺(tái)階上；考慮到系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的需要及系統(tǒng)安全需要，在系統(tǒng)中還設(shè)置了三套太陽(yáng)能供電系統(tǒng)、三套防雷電系統(tǒng)和接收機(jī)保護(hù)裝置，而系統(tǒng)采集端的數(shù)據(jù)傳輸方式均采用 GPRS 無(wú)線傳輸方式。其中數(shù)據(jù)采集主要為硬件模塊，數(shù)據(jù)傳輸為硬件軟件接合模塊，其它為軟件模塊。方案設(shè)計(jì) 整體目標(biāo)設(shè)計(jì)本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能進(jìn)行長(zhǎng)期、穩(wěn)定、不間斷運(yùn)行；長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)精度水平方向不低于 3mm、垂直方向不低于 6mm；具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程狀態(tài)瀏覽、遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)管理、用戶管理等功能；能進(jìn)行超短基線解算、坐標(biāo)計(jì)算、精度估算；能自動(dòng)生成變形歷時(shí)曲線；能計(jì)算三維位移分量及各向變形速率，能根據(jù)預(yù)設(shè)警界值進(jìn)行自動(dòng)比較判斷并適時(shí)發(fā)布預(yù)警信息，能對(duì)變形數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析與簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)。經(jīng)典案例中海達(dá)高精度變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在東莞鳳崗滑坡監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用項(xiàng)目背景廣東省東莞市鳳崗鎮(zhèn)滑坡，滑坡體順坡長(zhǎng)約 100 米、上口寬約40 米、下口寬約 200米，平均厚度約 20 米，整個(gè)滑坡體體積約 20余萬(wàn)立方米。精度高、系統(tǒng)穩(wěn)定性非常好。系統(tǒng)特點(diǎn)：監(jiān)測(cè)部分采用分體式主機(jī)、扼流圈天線、即插即用式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。例如：大壩變形監(jiān)測(cè)、尾礦壩、礦山沉降變形監(jiān)測(cè)等重大型監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。永久基站型系統(tǒng)配置：將單/雙頻靜態(tài)衛(wèi)星接收主機(jī)長(zhǎng)期固定安裝在觀測(cè)站、利用 GPRS（或網(wǎng)絡(luò)光纖數(shù)據(jù)傳輸）進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸、經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器監(jiān)測(cè)軟件定期進(jìn)行數(shù)據(jù)綜合處理。系統(tǒng)精度高、穩(wěn)定性好。系統(tǒng)特點(diǎn)：監(jiān)測(cè)部分采用分體式主機(jī)、扼流圈天線、即插即用式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。方案特點(diǎn)：精度高、成本低、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、觀測(cè)方便，監(jiān)測(cè)儀器用完后還可兼用于其他工程。適用范圍：小型監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、采取固定觀測(cè)墩、定期間斷性觀測(cè)的方案。主要內(nèi)容中海達(dá)高精度變形監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)方案能充分把握客戶的既定需求，做好監(jiān)測(cè)范圍的整體規(guī)劃和斷面設(shè)計(jì)，優(yōu)化監(jiān)測(cè)項(xiàng)目設(shè)置和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在平衡好工程經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)確定系統(tǒng)的最佳技術(shù)指標(biāo)，并能根據(jù)工程總體需要定制開(kāi)發(fā)系統(tǒng)軟件，最大程度地發(fā)揮系統(tǒng)功能，完美實(shí)現(xiàn)工程的總體目標(biāo)。功能■ 具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程狀態(tài)瀏覽、遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)置以及數(shù)據(jù)管理、用戶管理、安全管理等功能；■ 能進(jìn)行超短基線解算、已知點(diǎn)符合歸算、坐標(biāo)計(jì)算、精度估算；■ 能計(jì)算三維位移分量及各向變形速率；■ 能自動(dòng)生成變形歷時(shí)曲線圖、變形分布圖和多因素相關(guān)圖；■ 能根據(jù)實(shí)地地形數(shù)據(jù)生成三維仿真圖，并能生成實(shí)體變形場(chǎng)等高圖或漸變色譜圖以及變形場(chǎng)任意剖面圖；■ 能結(jié)合相關(guān)因子原型觀測(cè)數(shù)據(jù)和變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步綜合分析與簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)；■ 能根據(jù)預(yù)設(shè)警界值進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)斷別，適時(shí)以短信、屏顯、廣播等多渠道多形式進(jìn)行狀態(tài)信息發(fā)布和預(yù)警信息播報(bào)。（+1106D）系統(tǒng)軟件ZNetMonitor 軟件是中海達(dá)高精度 GNSS 監(jiān)測(cè)站系統(tǒng)服務(wù)器軟件，是 HDAMWS 系統(tǒng)（Accurate Monitoring Warning System 高精度監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)）的核心軟件?！?一體化設(shè)計(jì)■ 性能穩(wěn)定■ 操作簡(jiǎn)便■ 全能通訊■ 智能語(yǔ)音技術(shù)■ 項(xiàng)目化文件管理HD8200N靜態(tài)精度：平面：177。(+1x106D)高程：177。(+1x106D)高程：177。產(chǎn)品的硬件和軟件設(shè)計(jì)更適合長(zhǎng)期、持續(xù)、穩(wěn)定、精確的監(jiān)測(cè)工作要求，具有傳統(tǒng) GNSS 接收機(jī)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)特點(diǎn)中海達(dá)高精度變形監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)在具有行業(yè)通用優(yōu)勢(shì)外，還具有以下特點(diǎn)：數(shù)據(jù)采集快：完全實(shí)現(xiàn)高達(dá) 20Hz 連續(xù)高速精密數(shù)據(jù)采集；監(jiān)測(cè)精度高：算法先進(jìn)，能運(yùn)用小波精密分析法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)單歷元毫米級(jí)高