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在地质灾害防范领域,边坡位移监测至关重要。随着技术发展,GNSS(全球导航卫星系统)边坡位移监测以其独t优势,成为保障人民生命财产安全、维护工程设施稳定的关键手段,能够实时感知边坡变化,精准预警潜在风险。
GNSS 边坡位移监测的工作原理
GNSS 系统由空间卫星星座、地面控制部分和用户设备三部分组成。在边坡位移监测中,用户设备即安装在边坡上的 GNSS 接收机,通过接收多颗卫星发射的信号来确定自身位置。卫星不断向地面发送包含自身位置和时间信息的信号,GNSS 接收机接收到至少四颗卫星信号后,利用信号传播时间与光速的乘积计算出接收机到卫星的距离。通过对多颗卫星的距离测量,并结合卫星的精确轨道信息,运用三角定位原理,就能够精确计算出 GNSS 接收机在三维空间中的坐标(经度、纬度和高程)。
随着时间推移,当边坡发生位移时,安装在边坡上的 GNSS 接收机位置随之改变,其坐标也会相应变化。通过连续观测和记录这些坐标变化,就能实时感知边坡的位移情况,包括水平位移和垂直位移,为边坡稳定性分析和风险预警提供准确数据。
实时感知:把握边坡动态变化
高频数据采集:GNSS 边坡位移监测系统能够以较高频率采集数据,常见的数据采集频率可达到 1Hz 甚至更高。这意味着每秒就能获取一组边坡位移数据,及时捕捉边坡的微小动态变化。在降雨、地震等可能引发边坡不稳定的因素作用下,高频采集的数据可以清晰反映出边坡位移的瞬间变化情况,让监测人员第一时间掌握边坡的实时状态。
全天候不间断监测:GNSS 技术不受天气条件限制,无论是晴天、雨天,还是大雾、沙尘等恶劣天气,都能持续工作。同时,它也不受昼夜交替影响,可实现 24 小时不间断监测。这种全天候监测能力确保了对边坡位移的持续跟踪,不会因天气或时间因素遗漏任何重要的位移信息,为实时感知边坡动态提供了可靠保障。

远程实时数据传输:借助现代通信技术,如 4G、5G、卫星通信等,GNSS 接收机采集到的位移数据能够实时传输到远程监测中心。监测人员无需在现场,通过电脑或移动设备就能随时查看边坡的实时位移数据,实现远程实时监控。这不仅提高了监测效率,还方便了多部门协作,一旦发现边坡位移异常,相关部门能够迅速做出反应。
精准预警:防范边坡灾害于未然
高精度定位技术保障:GNSS 技术具备高精度定位能力,水平定位精度可达毫米级,垂直定位精度也能达到厘米级。这种高精度使得能够精准测量边坡的微小位移,为准确判断边坡稳定性提供有力依据。即使边坡发生极其细微的位移变化,也能及时察觉,为早期预警争取宝贵时间。
智能数据分析与预警模型:监测系统利用智能算法对采集到的大量位移数据进行分析,结合边坡的地质条件、地形地貌、历史位移数据等多方面信息,建立精准的预警模型。该模型能够识别边坡位移的趋势和模式,预测边坡未来的位移发展。当位移数据达到或接近预警阈值时,系统会自动发出精准预警,通知相关人员采取措施,如疏散人员、进行边坡加固等,有效防范边坡灾害的发生。
多参数融合预警:除了位移数据,GNSS 边坡位移监测系统还可以与其他监测手段相结合,如降雨量监测、地下水位监测等。通过多参数融合分析,能够更全面、准确地评估边坡的稳定性。例如,在持续降雨期间,结合降雨量和边坡位移数据进行综合分析,能够更精准地判断边坡发生滑坡的风险,发出更具针对性的预警信息,提高预警的准确性和可靠性。
GNSS 边坡位移监测的应用案例
在某山区高速公路建设项目中,沿线部分边坡由于地质条件复杂,存在潜在滑坡风险。为确保工程安全和道路运营安全,采用了 GNSS 边坡位移监测系统。在边坡上合理布置多个 GNSS 监测点,实时采集位移数据并传输至监测中心。在一次强降雨过程中,监测系统实时监测到部分边坡出现明显位移变化,且位移速率超过预警阈值。系统立即发出预警,相关部门迅速组织人员对边坡进行应急处理,避免了可能发生的滑坡灾害,保障了高速公路的安全建设和后续运营。
GNSS 边坡位移监测以其实时感知和精准预警能力,为边坡风险防范提供了高效、可靠的解决方案。随着技术的不断发展和完善,它将在地质灾害防治、工程建设等领域发挥更加重要的作用,为保护人民生命财产安全和社会稳定发展做出更大贡献。

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