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华测GPS滑坡监测系统 技 术 方 案 书 上海华测导航技术有限公司 2013年5月 目录 第一部分 GPS自动化监测系统概述 4 1 GPS自动化监测系统概述 4 1.1 GPS自动化监测系统工作原理 4 1.2 传统监测手段与GPS自动化监测系统优势 5 1.2.1 传统监测手段 5 1.2.2 GPS自动化监测系统的优缺点 5 1.2.3 总结 7 1.3 华测GPS自动化监测系统应用实例 7 1.3.1 拉西瓦水电站果卜滑坡体GPS自动化监测系统 7 1.3.2 东海大桥GPS自动化监测系统 9 1.3.3 瓮福磷矿尾矿库监测系统 10 1.3.4 黑岱沟露天煤矿边坡监测系统 11 1.3.5 华测历史监测项目 12 第二部分 项目概况及设计原则 14 2 工程概况 14 3 监测目的和任务 14 4 监测设计的原则和依据 14 4.1 监测设计原则 15 4.2 监测技术依据 16 5 监测内容和技术要求 16 5.1 监测具体内容 16 5.2 监测技术要求 17 5.3 监测系统的技术指标 17 第三部分 系统整体设计 18 6 硬件系统 18 6.1 传感器子系统 19 6.1.1 GPS参考站 20 6.1.2 GPS监测站 25 6.2 数据传输子系统 28 6.3 辅助支持系统 29 6.3.1 配电及UPS系统 29 6.3.2 防雷系统 32 6.3.3 外场机柜 35 6.3.4 综合布线 36 6.4 数据处理与控制子系统 36 6.4.1 机房建设 36 6.4.2 存储及处理系统 38 7 软件系统 39 7.1 软件系统功能 39 7.2 软件系统模块 40 7.2.1数据处理模块 40 7.2.2基于B/S与C/S架构用户显示软件 57 8 产品选型 61 8.1 华测单频X300M接收机 61 8.2 GPRS模块 62 8.3 配电设备 63 8.4 防雷相关设备 65 8.4.1 天馈浪涌保护器 65 8.4.2 单项电源避雷器 66 8.4.3 避雷针 67 8.4.4 同轴电缆 68 8.4.5 外场机柜 68 8.5 天线罩 69 8.6 观测墩 70 第一部分 GPS自动化监测系统概述 GPS自动化监测系统概述 GPS自动化监测系统工作原理 全球定位系统(global positioning system，缩写为GPS，是美国国防部于1973年11月授权开始研制的海陆空三军共用的新一代卫星导航系统。GPS由空间部分、地面监控部分和用户接收机3部分组成。经过20多年的研究和试验，整个系统于1994年完全投入使用。在地球上任何位置、任何时刻GPS可为各类用户连续地提供动态的三维位置、三维速度和时间信息，实现全球、全天候的连续实时导航、定位和授时。目前、GPS已在大地测量、精密工程测量、地壳形变监测、石油勘探等领域得到广泛应用。 具体定位原理如下图： 图 11 GPS差分示意图 通过近十多年的实践证明，利用GPS定位技术进行精密工程测量和大地测量，平差后控制点的平面位置精度为1mm～2mm，高程精度为2mm～3mm。应该说：利用GPS定位技术进行变形监测，是一种先进的高科技监测手段，而用GPS监测滑坡是GPS技术变形监测的一种典型应用，通常有两种方案：①用几台GPS接收机，由人工定期到监测点上观测，对数据实施处理后进行变形分析与预报；②在监测点上建立无人值守的GPS观测系统，通过软件控制，实现实时监测解算和变形分析、预报。 但由于每个监测点上都需要安装GPS接收机，对于本监测系统就需要几十台GPS接收机，仅购买接收机就需几百万元，致使监测系统的费用非常昂贵。为此、我们根据现场的实际情况选用“一机多天线”技术，即几个监测点共用一台主机，这样可以大大节省投资费用。 传统监测手段与GPS自动化监测系统优势 传统监测手段 常规变形监测技术包括采用经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等常规测量仪器测定点的变形值，其优点是：（1）能够提供变形体整体的变形状态；（2）适用于不同的监测精度要求、不同形式的变形体和不同的监测环境；（3）可以提供绝对变形信息。但外业工作量大，布点受地形条件影响，不易实现自动化监测。特殊测量手段包括应变测量、准直测量和倾斜测量，它具有测量过程简单、可监测变形体内部的变形、容易实现自动化监测等优点，但通常只能提供局部和相对的变形信息。 摄影测量技术包括地面摄影测量技术和航空摄影测量技术。近10余年来，近景摄影测量在隧道、桥梁、大坝、滑坡、结构工程及高层建筑变形监测等方面得到了应用，其监测精度可达mm级。与其他变形监测技术相比较，近景摄影测量的优点是：（1）可在瞬间精确记录下被摄物体的信息及点位信息；（2）可用于规则、不规则或不可接触物体的变形监测；（3）相片上的信息丰富、