GPS技术在某水库大坝变形监测中的应用
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完成。同年坝体表 面变形标 点 和外 围工作基 点
增加多余观测条件 ，可有效地减少相对边长 比
例误 差 的影 响 ，最 大 限度 地 提 高 了测量 精度 ，
已经确定 ，标点类型为强制对 中观测墩 。
２ 大坝水 平位移监测网的设计
２ １ 大坝变形监测设计和布置 ．
变形点解算精度成果相对工作基点的中误差能
・
３ ・ ２
新疆水利 Ｘ Ｊ Ｎ Ｗ Ｔ Ｒ ＥＯ Ｒ Ｅ １ Ｉ Ｇ Ａ Ｅ Ｒ ＳＵ Ｃ Ｓ ＮＡ
２ １ 年 第 ５期 ０１
Ｇ Ｓ技 术 在 某 夕 库 大 坝 变 形 监 测 中 的 应 用 Ｐ 卜
倪 志 华 ， 王 庆 勇
（ 新疆 额 尔 齐斯 河 流 域 开 发 工程 建 设 管理 局 。乌 鲁 木 齐 ８０ ０ ） ３ ０ ０
２２ Ｇ Ｓ监 测ｌ ． Ｐ 网的设 计
为实现测绘资料的延续性和一致性 ， 须建
立起始于水库施工设计阶段建立的 Ｃ级 Ｇ Ｓ控 Ｐ
移观测标点；东、西副坝每隔 ３０ ０ｍ设 １ 个观测 立与施 工控 制 网一 致 的坐标 系统。该系统 的建
制点， 通过 ＧＳ联测将 坐标方位传递至水平位 Ｐ
院 （ Ｉ）的 Ｇ ＭＴＧ Ｏ Ｋ１．６ ＭＴ Ａ Ｉ Ｌ Ｂ ０ 科学软件解算 ／ ０ 平差。先 以 单 天 为 单 位 （４ ２ｈ为 一 个 单 日时 段） ，选 择参 考框 架 为 ＩＲ ２０ 架 ，星 历 采 Ｔ Ｆ００框 用 ＩＳ Ｇ 精密星 历 （Ｐ 格式 ） Ｓ３ ，后通过 Ｉｔｎｔ ｎ ｒ 从 ｅｅ 有关 的 ＩＳ Ｇ 数据 中获取 １ 个 ＩＳ Ｏ Ｇ 站观 测数据 及 Ｇ Ｓ 据 处 理所 必 须 的 资 料 （ 括 精密 星 历 、 Ｐ数 包 全球 Ｈ文件 解 、最新 的各种 历 表 ） 。建立 Ｌ — ｃ
及 时监 测 水 库 的运 行 状 况提 供 技 术 支撑 。
关键词 ：变形监测 ；水平位移 ；ｕ： 序列 ；ＧＳ监测网 ￣Ｃｕ ｆ ｌ Ｐ ．
１ 工 程 概 况
点） 、工作基 点 （３ ） １ 点 、变形监 测点 （１ ） ２０点
某水库是位于 山前 冲洪积扇 下部 细土平原 三级布网。 区 ，是经四面筑坝围成 的典型平原注入式水库 ， 主要由均 质 土 坝、放水 （ 放 空 ）涵 洞 组成 ， 兼 坝 、南坝 四面封 闭而成 ，坝轴线 长 １． ６ｋ 。 ７６ ｍ ７ ２． ｋ２ ４２ ｉ ，坝顶 高程 ５３０ｍ，最 大坝 高 ２ｍ， ５ｎ ０． ０ ８ 调节库容 ２４ × ０ｍ ，总库容 ２８ ×１ｓ ３ ．７ １ｓ３ ．１ ０ｍ 。
水平 位移监测 网观测 ，采用 标称 精度 不 低 文件 ，转换后 的数 据完 整无 丢失 现象。平 差解 于 ５ Ｐ ｍ的 ８ １ Ｇ Ｓ ＋Ｉ Ｐ ２台 Ｐ 接收机静态观测 。 实测前 对 Ｇ Ｓ接 收 机进 行 了全 面 的检验 ， Ｐ
中海达 Ｈ Ｓ０３ 据处 理软 件计算 。解算 中采 Ｄ ２０ 数
由于水库坝体长，按基准 网和工作基点网
整体平差 ， 而测点监测 网呈条带状不利获取高
坝、中坝 ，中坝又分为两弧段和直线段 对各
上公共 点 连接。当 同名 公共 点距 离差 ≤ ±
属大 （）型水库。均质土坝由东坝、中坝、西 精度的平差 值 ，因此 变形 监测 网分为东 坝、西 ２
水 库 正 常 蓄 水 位 ５ ０Ｏ ｍ 时 ，水 面 面 积 段分区独立平差，但相邻段之间至少有 ２ ０ ．０ 个以
水库表面变形水平位移监测 网按基 准点 （ 移 变 形 监 测 网基 准 点 Ｂ０ ４ ０１和 １０ ，并 以 ３ ２上 ０
倪志华。王庆勇：Ｇ Ｓ Ｐ 技术在某水库大坝变形监测 中的应用
・３ ・ ３
Ｂ ０ 为起始坐标 ，以 Ｂ ０ 至 Ｂ ０ ０１ ０１ ０２为起始方位 ， 将平面坐标 传递 至测 区各级 点上 ，获取 各点 的
摘
要 ：本 文介绍 了 Ｇ Ｓ 术在 某水库 大坝变形监测 中的设计和应 用。在新疆 首次把 Ｇ Ｓ Ｐ技 Ｐ
监 测网时间序 列应 用于大型平原水库变形监测 中，达到 了高效率、 高精度 的设计 目标 ；Ｇ Ｓ Ｐ 全
面网代替经典小角度和视 准线等其他 常规变形监测手段监测形 变点水平位移 ，并获取 高精度 水 平位移值 ，大大减 少工作量 、工作时阎和技术力量的投入 ，节省 了开支并提 高 了工作效率 ，为
周跳进行修 复 ，对 由于外 界干扰 造成 的卫 星信 号进行连 接或剔 除 。Ｃ级 网平 差采 取统一 网平 差 ，坐标最终取位 ００ １ 。有关 Ｃ级 Ｇ Ｓ网点 ． ｍ ０ Ｐ 位精度统Байду номын сангаас见表 ２ 。 表２ Ｃ Ｐ网 位 度 计 级Ｇ 点 精 统 表 ｓ 单： 位 砌
检测 的内容包括 一般性 检视 、通 电检验 和实 测 用 了双 差 固定 解 ，基 线解 前首先 对卫星信 号整
３０ｍ 盹 取中数作 为最终值。通过大 区域采 ，ｎａ
该水库属于大 型平原 水库 ，２０ 年 ７ 大 用三级 Ｇ Ｓ 面控｛Ｉ ０５ 月 Ｐ平 Ｉ网，逐 级组 网采用静态测 ｉ ！
坝全断面填筑至 ５３０ｍ高程 ，水库主体工程 量法观测 ，可 缩短 观测边 长 ，采用 多 台机组 网 ０ ．０
检验 ，具 体 的 经 验 方 法 参 照 《 球 定 位 系 统 全
ＧＳ Ｐ 测量规范》 （ ／１１ — ／ １ ＢＴ ８４ ２０ ）执行 。 ） ３ 三级 Ｇ ｓ Ｐ 监测网的数据处理及 平差解算
３ １ Ｂ Ｇ Ｓ网数据处理及平 差解算 ． 级 Ｐ Ｂ级 Ｇ Ｓ Ｐ 网观 测数 据采 用美 国麻 省 理工 学
１５ 年北京 坐标 系。 ９４
３２ ． Ｃ级 Ｇ ｓ网数据处理及平差解算 Ｐ Ｃ级监测 网观 测数 据 下载 因仪器 类型 不 同
采用其随机软件 下载后 统一转换 为 ＲＮ Ｘ数据 ＩＥ 算采 用南 方商 用 软件 Ｓｕ Ｐ ｒ ｅ ｏ Ｖ ．、 ｏｔ Ｇ ＳＰｏ ｓ ｒ ４０ ｈ ｃ ｓ
达到 ＜±３ ｍ ｍ ，静 态测量 法完 全能 满足大坝 变
作为大型平原水库 ，水库大坝布置 了 ５ 个 形监测 的要求 。 ６
监测断面 ，２０个坝面变形监测点 ，中坝每隔 ２ ３ 实测前准备 工作 １ ．
，
０ ｍ设 １ ２０ 个观测断面，每个断面设 ４ 个综合位 断面， 每个断面设 ３ 个综合位移观测标点。
增加多余观测条件 ，可有效地减少相对边长 比
例误 差 的影 响 ，最 大 限度 地 提 高 了测量 精度 ，
已经确定 ，标点类型为强制对 中观测墩 。
２ 大坝水 平位移监测网的设计
２ １ 大坝变形监测设计和布置 ．
变形点解算精度成果相对工作基点的中误差能
・
３ ・ ２
新疆水利 Ｘ Ｊ Ｎ Ｗ Ｔ Ｒ ＥＯ Ｒ Ｅ １ Ｉ Ｇ Ａ Ｅ Ｒ ＳＵ Ｃ Ｓ ＮＡ
２ １ 年 第 ５期 ０１
Ｇ Ｓ技 术 在 某 夕 库 大 坝 变 形 监 测 中 的 应 用 Ｐ 卜
倪 志 华 ， 王 庆 勇
（ 新疆 额 尔 齐斯 河 流 域 开 发 工程 建 设 管理 局 。乌 鲁 木 齐 ８０ ０ ） ３ ０ ０
２２ Ｇ Ｓ监 测ｌ ． Ｐ 网的设 计
为实现测绘资料的延续性和一致性 ， 须建
立起始于水库施工设计阶段建立的 Ｃ级 Ｇ Ｓ控 Ｐ
移观测标点；东、西副坝每隔 ３０ ０ｍ设 １ 个观测 立与施 工控 制 网一 致 的坐标 系统。该系统 的建
制点， 通过 ＧＳ联测将 坐标方位传递至水平位 Ｐ
院 （ Ｉ）的 Ｇ ＭＴＧ Ｏ Ｋ１．６ ＭＴ Ａ Ｉ Ｌ Ｂ ０ 科学软件解算 ／ ０ 平差。先 以 单 天 为 单 位 （４ ２ｈ为 一 个 单 日时 段） ，选 择参 考框 架 为 ＩＲ ２０ 架 ，星 历 采 Ｔ Ｆ００框 用 ＩＳ Ｇ 精密星 历 （Ｐ 格式 ） Ｓ３ ，后通过 Ｉｔｎｔ ｎ ｒ 从 ｅｅ 有关 的 ＩＳ Ｇ 数据 中获取 １ 个 ＩＳ Ｏ Ｇ 站观 测数据 及 Ｇ Ｓ 据 处 理所 必 须 的 资 料 （ 括 精密 星 历 、 Ｐ数 包 全球 Ｈ文件 解 、最新 的各种 历 表 ） 。建立 Ｌ — ｃ
及 时监 测 水 库 的运 行 状 况提 供 技 术 支撑 。
关键词 ：变形监测 ；水平位移 ；ｕ： 序列 ；ＧＳ监测网 ￣Ｃｕ ｆ ｌ Ｐ ．
１ 工 程 概 况
点） 、工作基 点 （３ ） １ 点 、变形监 测点 （１ ） ２０点
某水库是位于 山前 冲洪积扇 下部 细土平原 三级布网。 区 ，是经四面筑坝围成 的典型平原注入式水库 ， 主要由均 质 土 坝、放水 （ 放 空 ）涵 洞 组成 ， 兼 坝 、南坝 四面封 闭而成 ，坝轴线 长 １． ６ｋ 。 ７６ ｍ ７ ２． ｋ２ ４２ ｉ ，坝顶 高程 ５３０ｍ，最 大坝 高 ２ｍ， ５ｎ ０． ０ ８ 调节库容 ２４ × ０ｍ ，总库容 ２８ ×１ｓ ３ ．７ １ｓ３ ．１ ０ｍ 。
水平 位移监测 网观测 ，采用 标称 精度 不 低 文件 ，转换后 的数 据完 整无 丢失 现象。平 差解 于 ５ Ｐ ｍ的 ８ １ Ｇ Ｓ ＋Ｉ Ｐ ２台 Ｐ 接收机静态观测 。 实测前 对 Ｇ Ｓ接 收 机进 行 了全 面 的检验 ， Ｐ
中海达 Ｈ Ｓ０３ 据处 理软 件计算 。解算 中采 Ｄ ２０ 数
由于水库坝体长，按基准 网和工作基点网
整体平差 ， 而测点监测 网呈条带状不利获取高
坝、中坝 ，中坝又分为两弧段和直线段 对各
上公共 点 连接。当 同名 公共 点距 离差 ≤ ±
属大 （）型水库。均质土坝由东坝、中坝、西 精度的平差 值 ，因此 变形 监测 网分为东 坝、西 ２
水 库 正 常 蓄 水 位 ５ ０Ｏ ｍ 时 ，水 面 面 积 段分区独立平差，但相邻段之间至少有 ２ ０ ．０ 个以
水库表面变形水平位移监测 网按基 准点 （ 移 变 形 监 测 网基 准 点 Ｂ０ ４ ０１和 １０ ，并 以 ３ ２上 ０
倪志华。王庆勇：Ｇ Ｓ Ｐ 技术在某水库大坝变形监测 中的应用
・３ ・ ３
Ｂ ０ 为起始坐标 ，以 Ｂ ０ 至 Ｂ ０ ０１ ０１ ０２为起始方位 ， 将平面坐标 传递 至测 区各级 点上 ，获取 各点 的
摘
要 ：本 文介绍 了 Ｇ Ｓ 术在 某水库 大坝变形监测 中的设计和应 用。在新疆 首次把 Ｇ Ｓ Ｐ技 Ｐ
监 测网时间序 列应 用于大型平原水库变形监测 中，达到 了高效率、 高精度 的设计 目标 ；Ｇ Ｓ Ｐ 全
面网代替经典小角度和视 准线等其他 常规变形监测手段监测形 变点水平位移 ，并获取 高精度 水 平位移值 ，大大减 少工作量 、工作时阎和技术力量的投入 ，节省 了开支并提 高 了工作效率 ，为
周跳进行修 复 ，对 由于外 界干扰 造成 的卫 星信 号进行连 接或剔 除 。Ｃ级 网平 差采 取统一 网平 差 ，坐标最终取位 ００ １ 。有关 Ｃ级 Ｇ Ｓ网点 ． ｍ ０ Ｐ 位精度统Байду номын сангаас见表 ２ 。 表２ Ｃ Ｐ网 位 度 计 级Ｇ 点 精 统 表 ｓ 单： 位 砌
检测 的内容包括 一般性 检视 、通 电检验 和实 测 用 了双 差 固定 解 ，基 线解 前首先 对卫星信 号整
３０ｍ 盹 取中数作 为最终值。通过大 区域采 ，ｎａ
该水库属于大 型平原 水库 ，２０ 年 ７ 大 用三级 Ｇ Ｓ 面控｛Ｉ ０５ 月 Ｐ平 Ｉ网，逐 级组 网采用静态测 ｉ ！
坝全断面填筑至 ５３０ｍ高程 ，水库主体工程 量法观测 ，可 缩短 观测边 长 ，采用 多 台机组 网 ０ ．０
检验 ，具 体 的 经 验 方 法 参 照 《 球 定 位 系 统 全
ＧＳ Ｐ 测量规范》 （ ／１１ — ／ １ ＢＴ ８４ ２０ ）执行 。 ） ３ 三级 Ｇ ｓ Ｐ 监测网的数据处理及 平差解算
３ １ Ｂ Ｇ Ｓ网数据处理及平 差解算 ． 级 Ｐ Ｂ级 Ｇ Ｓ Ｐ 网观 测数 据采 用美 国麻 省 理工 学
１５ 年北京 坐标 系。 ９４
３２ ． Ｃ级 Ｇ ｓ网数据处理及平差解算 Ｐ Ｃ级监测 网观 测数 据 下载 因仪器 类型 不 同
采用其随机软件 下载后 统一转换 为 ＲＮ Ｘ数据 ＩＥ 算采 用南 方商 用 软件 Ｓｕ Ｐ ｒ ｅ ｏ Ｖ ．、 ｏｔ Ｇ ＳＰｏ ｓ ｒ ４０ ｈ ｃ ｓ
达到 ＜±３ ｍ ｍ ，静 态测量 法完 全能 满足大坝 变
作为大型平原水库 ，水库大坝布置 了 ５ 个 形监测 的要求 。 ６
监测断面 ，２０个坝面变形监测点 ，中坝每隔 ２ ３ 实测前准备 工作 １ ．
，
０ ｍ设 １ ２０ 个观测断面，每个断面设 ４ 个综合位 断面， 每个断面设 ３ 个综合位移观测标点。