GNSS定位技术应用到地质灾害实际工程案例

摘要随着GNSS定位技术的发展，它也应用到了越来越多的领域中。我国是一个地质灾害多发的国家，每年因为各种各样的灾害造成了不同程度的人员伤亡和财产损失。为此，政府每年都投入大量的资金和人力去进行地质灾害的监测及预防，还有灾后的处理安置事项。因此，了解地质灾害的诱发原因并且通过合理的技术手段进行预防和预警是极其有必要的。本文通过介绍GNSS基本原理，及其误差成因，合理的展开了将GNSS定位技术应用到地质灾害的研究。并得出一下成果结论：1.通过对地面水平位移监测、沉降监测、数字摄影测量监测、地面三维变形监测等常规方法进行较深入的分析。得出GNSS定位技术特有的优势，证明其更适合应用到地质灾害监测中。2.通过引用重庆芭蕉村的实际案例，看到了GNSS实时收到卫星信号的数量及监测一年多时间中，其监测点位置发生的变化数据图，可以看出GNSS定位技术进行监测的准确性。关键词：GNSS；地质灾害；实时监测；滑坡；定位误差

ABSTRACTWiththedevelopmentofGNSSpositioningtechnology,ithasalsobeenappliedtomoreandmorefields.mycountryisacountrypronetogeologicaldisasters.Everyyear,variousdisastershavecauseddifferentlevelsofcasualtiesandpropertylosses.Tothisend,thegovernmentinvestsalotofmoneyandmanpowereveryyeartomonitorandpreventgeologicaldisasters,aswellastodealwithresettlementissuesafterthedisaster.Therefore,itisextremelynecessarytounderstandtheinducedcausesofgeologicaldisastersandcarryoutpreventionandearlywarningthroughreasonabletechnicalmeans.Inthispaper,byintroducingthebasicprinciplesofGNSSandthecausesofitserrors,theresearchontheapplicationofGNSSpositioningtechnologytogeologicaldisastersisreasonablycarriedout.Anddrawthefollowingconclusions:1.Throughin-depthanalysisofconventionalmethodssuchasgroundhorizontaldisplacementmonitoring,settlementmonitoring,digitalphotogrammetrymonitoring,andgroundthree-dimensionaldeformationmonitoring.TheuniqueadvantagesofGNSSpositioningtechnologyareobtained,whichprovesthatitismoresuitableforgeologicaldisastermonitoring.2.BycitingtheactualcaseofBajiaoVillageinChongqing,wecanseethenumberofsatellitesignalsreceivedbyGNSSinrealtimeandthedatagraphofthechangesinthelocationofitsmonitoringpointsduringmorethanayearofmonitoring.ItcanbeseenthattheaccuracyofGNSSpositioningtechnologyformonitoring.Keywords:GNSS;Geologicaldisaster;real-timemonitoring;landslide;Positioningerror

目录TOC\h\z\t"正文二级标题,2,正文三级标题,3,正文一级标题1,1,参考文献,1"1绪论 41.1课题研究背景和意义 41.2地质灾害GNSS监测国内外研究现状 61.3GNSS地质灾害监测目前存在的问题 71.4论文的研究内容 82GNSS实时定位技术的基本原理 92.1GNSS简介 92.2GNSS定位基本原理 92.2定位方法 102.2.1伪距法定位 102.2.2载波相位定位 102.2.3GNSS相对定位 112.3GNSS误差分类 112.3.1与GNSS卫星有关的误差 122.3.2与GNSS信号传播路径有关的误差 122.2.3与GNSS接收设备有关的误差 143GNSS定位技术应用到地质灾害实际工程案例 153.1监测的目的和任务 153.2执行的技术标准 153.3监测区概况 163.3.1监测区地理位置和交通概况 163.3.2气象、水文条件 163.3.3水文地质特征 173.4灾害体成因机制 173.5灾害体稳点性现状、威胁情况及发展趋势 183.6监测方案 183.6.1监测对象与监测方法 183.6.2监测精度、频率以及监测点布设 193.6.3监测设备安装、调试与检查维护 203.6.4应急逃生避险路线、临时安置区及其注意事项 223.7监测成果 223.7.1监测数据库 223.7.2监测数据传输 233.7.3分析处理系统 283.8数据变化结果 294GNSS技术与其他监测方法比较具有的优势 364.1常规的监测方法 364.1.1地面水平位移监测方法 364.1.2沉降监测方法 364.1.3地面三维变形监测方法 364.2GNSS监测的优点 375结论与展望 395.1结论 395.2展望 39参考文献 41致谢 421绪论1.1课题研究背景和意义2016年国内共发生地质灾害近万起，造成35人失联、370人死亡、209人受伤，直接国民经济损失折合人民币近32亿元。其中包括了大型地质灾害21起，造成10人失联、97人死亡、29人受伤，经济损失大约是13亿元；有41起较大的自然灾害，造成5人失联、25人死亡、7人受伤，直接经济损约4亿元；中型地质灾害有307起，造成11人失联、107人死亡、64人受伤，直接国民经济损失折合人民币6亿余元；小型地质灾害有9341起，造成9人失联、141人死亡、109人受伤，经济损失约为人民币近10亿元。由上案例可以看出，地质灾害一旦发生事故就会造成非常严重的后果，除去突发性的强降雨等气象灾害原因外，主要原因是没有对地质灾害威胁体进行有效的监测，或者监测的频率达不到要求，使得监测结果不能敏锐的反应出灾害发展趋势，导致人们对地质灾害的的发生没有充足的防备并且产生了严重的人员伤亡和经济损失。地质灾害监测主要是对其灾害体的位移、沉降等空间形变进行观测，往往需要有机结合的运用多种方法进行监测，常规用的方法有三维激光扫描、摄影测量方法以及精密工程测量等。摄影测量方法包括立体摄影测量、近景摄影测量，以及数字近景摄影测量方法[1]，精密工程测量主要是应用电子水准仪、电子经纬仪、全站仪等测量仪器测量方位角、边长、高差等进行变形监测。1.2地质灾害GNSS监测国内外研究现状人类开始进行地质灾害监测己经拥有了上百年的历史，目前的最早的地质灾害监测是1880年开始对瑞士一个湖岸滑坡进行的监测。总的看来，地质灾害监测水平还是比较低，远远满足不了防灾减灾的目的，所以还需要技术不断的升级和完善。地质灾害监测使用的方法有很多种，监测的结果能达到有效程度都不尽相同。常规监测方法和使用的技术已经完善到很大程度，测绘仪器都拥有很高的精度和相当完备的性能。全球导航卫星系统（GNSS）、合成孔径干涉雷达（INSRA）、遥感（RS）、三维激光扫描等主要技术方法作为地质灾害监测的手段，这些现代化的监测技术方法受天气、地点、时间及是否通视的限制，而且拥有作业周期短、受人为因素影响程度小、监测数据成果精度高等优点，能够保证全天不间断作业。这些信息科学与现代测绘科学在地质灾害监测中的应用，使得地质灾害监测技术手段及理论方案发生了日新月异的变化。[2]上世纪80年代，国际上就开始渐渐渐使用GPS定位技术对滑坡、崩塌、地面沉降、火山等地质灾害进行监测预警。[3]在1987年美国国家地质调查局就实施连续的变形监测对夏威夷火山，在夏威夷岛上布设了GPS监测网由58个GPS监测点组成的，每次共投入6台双频GPS，每个点位都观测6个小时，观测周期是一年一次。上世纪90年代初日本九州大学和气象厅开始使用用GPS定位技术对位于九州岛的unzeii火山进行三维变形监测，观测周期为每年监测2-3次，8个小时以上的监测就可以在高程和和方向上分别达到10mm和5mm的精度，这个结果表明了GPS定位技术在火山的灾害防御、变形监测中有着极其巨大的作用。[4]1.3GNSS地质灾害监测目前存在的问题现在，GNSS定位技术已经在各种各样地质灾害监测中得到了相当广泛的应用，主要运用的是GNSS静态相对定位技术对地质灾害变形体进行监测及按照工程管理需要的监测计划进行周期性的观测，因为其实时性、精度高，被广泛的运用于滑坡、地面沉降、地质灾害治理工程位移沉降的监测，但是这种方法自动化程度低。GNSS实时定位技术可以用于实现监测系统的自动化，并且能够实现对灾害体的动态监测，但目前仍然处于不断尝试和探索的阶段。1.4论文的研究内容本文通过对GNSS实时定位的技术和方法的系统阐述，清晰明了的展示GNSS技术在地质灾害监测预警中的作用。其最终目的就是让人们更加快速的知道灾害的来临，为保护人们的生命安全和财产作出预警，减少因为人员伤亡和灾害破坏带来的影响。以下分多个部分进行阐述，第一方面介绍GNSS实时定位技术的基本原理，第二方面介绍GNSS实时定位技术应用到实际工程项目中的案例，第三方面分析GNSS技术与其他监测方法比较具有的优势。

2GNSS实时定位技术的基本原理2.1GNSS简介GNSS是指全部的卫星导航系统，包括全球性的、区域性的和增强性的，如美国的GPS、中国的北斗卫星导航、欧洲的Galileo系统、俄罗斯的GLONASS，还有相关的增强性系统，例如日本的MSAS（多功能运输卫星增强系统）、美国的WAAS(广域增强系统）和欧洲的EGNOS（欧洲静地导航重叠系统）等，还包含了在建和将要建设的其他卫星导航系统。国际GNSS系统是个多层面、多系统、多模式的复杂合成系统。[5]GNSS定位技术是根据现在已经拥有的所有卫星导航系统来完成的，各个卫星和各个卫星之间，卫星和位于地面的接收站之间通过卫星产生的信号来承载信息之间的交互。这种技术应用到了定位、导航等领域，和人们的生活有了息息相关的联系。自从能用于精确定位的GNSS接收机的出现，给测绘行业在工作上带来了翻天覆地的变化，为能更好的监测地质灾害提供了更加有用崭新的技术方法。2.2GNSS定位基本原理2.1GNSS定位基本原理示意图GNSS定位的基本原理是空间距离后方交会原理，即由卫星接收机的距离和卫星的空间坐标，推算出接收机天线相位中心P的空间坐标，如图2.1所示：2.1GNSS定位基本原理示意图上图中，已知量有：3颗卫星S1、S2、S3的空间坐标[X1Y1Z1]T、[X2Y2Z2]T、[X3Y3Z3]T，卫星至接收机的距离ρ1、ρ2、ρ3；未知量有：接收机天线相位中心P的坐标[XYZ]T。根据空间两点的距离公式，则有如下三元二次方程组：公式2.1显然，通过公式2.1很容易求解出测站P的坐标[X,Y,Z]。2.2定位方法2.2.1伪距法定位“伪距法定位”，是由GPS接收机在某一时刻测出得到四颗以上GPS卫星的伪距，以及已知的卫星位置，从而采用“距离交会”的原理来求定GPS接收机（天线）所在点的（三维）空间坐标。所测得的“伪距”，就是用卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间T，再乘以光速C，所得出的量测距离P。简言之就是，伪距P=传播时间T×光速C。2.2.2载波相位定位载波相位测量，又称ＲＴＫ技术，为获得两个同步观测站之间的基线向量坐标差，利用接收机测定载波相位观测值或其差分观测值，经过基线向量解算得出差值。由接收机在某一指定历元产生的基准站信号的相位与此时接收到的卫星载波信号的相位之差（亦称瞬时载波相位差），将此值观测历元、卫星、按测站三个要素对其进行差分处理而得到的间接观测值，也称之为载波相位的差分观测值。此种测量特别适于高精度的相对定位，也可以于较精密的绝对定位。2.2.3GNSS相对定位在不同的监测点上架设多台GNSS接收机，同步观测相同的GNSS星座，用以测定各观测站在空间标系中的相对位置，这种方法即为GNSS相对定位。根据相对定位时GNSS接收机所处的状态不同，相对定位可划分为动态相对定位和静态相对定位两类。[8]2.3GNSS误差分类图2.2GNSS误差源示意图根据误差的性质可以将GNSS定位的误差类型分为系统误差和偶然误差两种。偶然误差主要分为两种，一是卫星信号的产生的多路径效应，二是观测误差。而卫星的星厉（轨道）产生的误差、接收机钟差、卫星钟差和大气的折射误差是构成系统误差的主要因素。如图2.2图2.2GNSS误差源示意图2.3.1与GNSS卫星有关的误差（1）卫星星历误差：卫星星历所给出的卫星所在空间位置和实际位置的偏差。星历误差的来源有两种，一是广播星历的误差，二是精密星历的误差。削弱星历误差的方法有三种，一是建立、加密卫星跟踪网，二是采用轨道改进法或者高精度轨道计算模型法，三是相对定位技术。[9]（2）卫星钟误差：卫星钟的钟误差是因为GNSS标准时间和GNSS卫星上所安装的原子钟的钟面时间所产生的。时钟误差和GNSS的精度关系紧密，为了能够提高GNSS定位的精度，必须对GNSS卫星钟差进行相对应的处理。卫星钟差的消除或削弱方法有三种，一是二次拟合模型法，二是参数法，三是相对定位技术。（3）相对论效应：在高精度的GNSS测量中，还应该考虑相对运动所带来的时间误差。由于接收机种及卫星钟所处的状态不同而引起接收机和卫星钟之间产生相对中误差的现象叫做相对论效应。2.3.2与GNSS信号传播路径有关的误差（1）电离层误差：电离层就是地球大气的一个电离区域，是指地球上空距离地面高度为50~1000km之间的大气层。对于GNSS信号而言，电离层的折射误差在天顶方向最大可达到50m，在靠近地平方向的时候就可以达到150m，所以必须仔细的去纠正，否则就会很大的影响观测值的精度。电离层误差的改正方法主要有；电离层近似改正模型法、双频技术法和相对定位技术法。（2）对流层折射误差：对流层是高度在40km以下的大气底层，大气质量的99%都集中在这一层。这里的大气状态更加复杂，大气的密度也远大于电离层，地面和对流层接触并将辐射热能传递到对流层，对流层的温度随着高度变高而逐渐降低，GNSS信号通过对流层时，传播的路径也会发生弯曲，从而使得测量到的距离产生误差，这个现象就叫做对流层误差。减弱对流层影响的方法有：模型法、参数法、利用同步观测量求差。[10]图2.4多路径效应的影响图2.3多路径效应（3）多路径效应：在G图2.4多路径效应的影响图2.3多路径效应2.2.3与GNSS接收设备有关的误差（1）观测误差：GNSS接收机的硬件、硬软件对卫星信号的观测分辨率影响着观测误差，而且天线线安装时候的精度也有很大关系。如GPS码信号和载波信号的观测误差见图2.5。观测误差的削弱方法：在精密定位的工作中，应该注重整平天线，建立固定观测墩，仔细对重，用来减少安装的精度误差。图2.5观测误差表（2）天线相位中心偏差：在GNSS图2.5观测误差表（3）接收机钟误差：接收机钟误差是GNSS接收机钟的钟面和GNSS标准时之间的偏差。消除或者削弱接收机钟误差的方法有：模型法、参数法、相对定位技术。（4）信道时延误差：GNSS信号接收机是用来接收、变换、跟踪、测量GNSS信号的设备。GNSS信号在接收机内部从一个电路转移到另一个电路的时候，一定会占据定量的时间，称之为信道时延。它的大小是根据电路的参数计算得出的。削弱信道延时误差的方法是改善软硬件系统。3GNSS定位技术应用到地质灾害实际工程案例3.1监测的目的和任务本次自动监测工作地点是重庆芭蕉村的滑坡监测，目的为：围绕滑坡隐患点的特征改变及影响因素，开展专业的监测预警工作，加强预警能力，对隐患点进行有效监控，降低因灾伤亡和经济损失，确保当地村民生命财产安全。具体任务规划如下：（1）基本查明监测项目区特征、成因机制、稳定性现状并分析其发展趋势。（2）研究和掌握滑坡区的规律及其发展趋势，其形变或活动特征及相关要素，为防灾减灾提供科学依据。（3）研究滑坡的成因，影响的范围，看滑坡是怎样形成的，评价其稳定性。（4）收集滑坡区域范围的相关资料、现场考察，编制合理、安全、有效的自动监测实施方案。（5）各监测设备独立运转，并实现数据互通共享。让实时监测数据展示在运行的可视化平台上。（6）制定施工安装方案、技术保障方法、运行保障措施等，结合实地踏勘、隐患点地质调查、监测预警模型研究、多学科综合分析等大数据手段，进行设备选点、安装施工、技术调试和试运行。3.2执行的技术标准（1）《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》（DZ/T0221-2006）；（2）《崩塌滑坡泥石流详细调规范（1:50000）》（DZ/T0261-2014）；（3）《地质灾害危险性评估规范》（DZ/T0286-2015）；（4）《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2009）；（5）《精密工程测量规范》（GB/T15314-1994）；（6）《建筑变形测量规范》（JGJ8-2016）；（7）《工程测量规范》（GB50026-2007）；3.3监测区概况3.3.1监测区交通概况和地理位置芭蕉村位于重庆市的东北部，总面积和一般村落相差无几，北临响水洞村，西面是胥家岩村，东接广东山村，南边是秧石田村，距离长江不远。灾害点位于村子周边，村子的经度为108º2´30.66",纬度30º22'58.78"。具体位置如图3.1。图3.1芭蕉村位置图3.3.2气象、水文条件（1）气象：调查区属于北亚热带季风湿润气候区，兼有高原型和季风型气候特点，春迟、夏短、秋早、冬长，雨热同季，雨量充沛，山区气候特征明显。年平均气温14℃，极端最高气温34℃，极端最低气温-9℃。地形和海拔高度对温度的影响作用，河谷地带偏高，高山地区偏低，缓丘、坝地、槽谷高于山地。年相对湿度77%，无霜期270天左右，平均年日照时数为1100至1150小时，。降水量由南向北呈递减趋势，年内以6月降水量最多，月平均降水量200毫米，1月降水量最少，月平均降水量为20毫米。（2）水文：调查区内水系较为缺少，最近的河流为长江。3.3.3水文地质特征根据调查区地下水赋存的地层岩性、含水介质特征和地下水水动力条件，将区内地下水类型划分为碳酸盐岩溶水和松散岩类孔隙水两类。现分述如下：（1）岩溶裂隙水岩组主要赋存于粉砂岩、泥岩中，富水性一般。（2）松散岩类孔隙水岩组地下水赋存于第四系、粘土夹碎石中，流量小，动态变化大，一般分布于谷地、沟谷。调查区地下水补给径排主要受降水、地形地貌、岩性、地质构造等因素控制。大气降水是区内地下水主要补给来源，补给期集中在每年雨季。它通过每年雨季的降水，而后水经过层层渗透，最后补给地下水，向地势低的地区河流排泄，溢出。3.4灾害体成因机制从滑坡调查可知，芭蕉村滑坡体自上而下物质组成分为两层，分别为：第四系残坡积粘土层，钙质泥质粉砂岩、粘土岩，坡体有一些变形迹象；根据调查结果推测判断该滑坡破坏模式为：第四系残坡积粘土层沿岩土接触面产生折线型滑动。在强降雨之后该斜坡变形逐渐减弱，近些年变形又开始逐渐变强，总体变形迹象不甚明显。因此降雨是促使滑坡形成的主要诱发因素，而地形地貌、岩性及坡体结构是导致滑坡产生内在原因。（1）地形条件监测地的斜坡高差大，滑坡高差约80m，坡度局部达15-26°。自然斜坡具备在自重应力作用下向临空面方向变形及运移的条件。（2）岩性及坡体结构条件斜坡是土质斜坡，斜坡中下部堆积松散第四纪残坡积物，下部发育钙质泥质粘土岩，在上部坡体自重条件下，可能产生剪切蠕变，由于在上部坡体强大的推力作用下，沿土岩交界处形成贯通的剪切滑动面。（3）水文地质条件斜坡上部第四系松散堆积物，降雨沿地表下渗，下渗孔隙水会沿导致土层与白云岩岩交界面流动，形成动水压力，加大了坡体下滑力，同时若排水不畅，也会导致交界面孔隙水压力升高，在静水压力和动水压力共同作用下，加大坡体失稳的可能性。3.5灾害体稳点性现状、威胁情况及发展趋势灾害体目前较稳定，坡体为典型的土质斜坡，下部钙质泥质粘土岩发育，在坡体自重条件下，加之降雨浸润土体，坡体稳定性降低，且随着坡体变形量的增加，在暴雨或地质环境发生较大改变时可能引起滑坡，建议加强监测及坡面排水。灾害体威胁对象为居民点，威胁户数30户，威胁人数120人，潜在经济损失约达240万，在持续降雨条件下土质坡收到降雨浸润，抗剪强度降低，坡体稳定性下降，发生浅表层溜滑的可能性很大，但坡体发展趋于基本稳定状态。3.6监测方案3.6.1监测对象与监测方法滑坡威胁对象为居民点，威胁户数30户，威胁人数120人，潜在经济损失约达240万，定为三级监测。监测方法如下：（1）变形监测地表位移和沉降监测：包含绝对位移和相对位移监测，对不稳定斜坡体的位移量、位移方向、位移速率、裂缝变形情况进行监测。与传统大地测量不同，利用GNSS进行自动测量功能，可监测灾害体的三维位移量及其速率，且不受通视条件和气象条件影响，精度可达到毫米级，实现实时自动化监测。（2）人工监测人工监测分为两种，一是专业人工巡视：专业人员定期或发生数据异常（数据超限）、特殊天气时（降雨降雪融雪等），对现场进行巡视，并实时将巡视数据和图片通过APP上传到智能监测平台；二是群测群防人员巡视：当地群测群防人员定期（每天一次）巡查隐患点及周边人类工程活动状况，充分利用监测数据分析其对不稳定斜坡的变形造成影响的要素，并现场利用智能监测平台APP定位、拍照、编辑信息，实时传输回云端进行汇总统计。3.6.2监测精度、频率以及监测点布设（1）监测的精度要求，如表3.1所示。表3.1监测精度要求序号监测内容监测等级：三级1地表绝对位移（mm）52沉降位移（mm）0.2（2）频率要求监测频率要求为12次/天，可根据需求灵活更改。另外，当坡体变形明显、裂缝宽度加速度变化时，自动触发数据上报。根据项目实际情况，选取1套监测站（配基准站）对高坡组滑坡进行自动化监测，现场需施工布设的监测工程量如表3-2所示：表3.2布设的监测工程量一览表序号监测内容设备选取数量安装位置1地表位移、沉降监测站（GNSS）8滑坡体前缘2接收GNSS数据基准站1安装于村内稳定点图3.2滑坡区自动化监测布置图3.6.3监测设备安装、调试与检查维护（一）设备安装据现场情况，滑坡监测设备可选择如下工艺方案安装：a）地表设备安装包括各类地表传感器、供电模组、防雷模组、数据通讯模组等安装。安装时应充分考虑防盗、防雷、防潮的要求。b）地表设备安装总高度视现场地形而定，一般安装立柱不低2.5m。c）为保证监测点的稳固性，安装立柱底部应具有法兰；基座浇筑所用混凝土标准抗压强度等级不低于C15，水泥（标号不低于325）、砂、石子、水的比例根据实验室原材料试验后出具混凝土配合比结果执行，充分搅拌。d）监测设备主要部件应装入配电箱并上锁，配电箱可与基座浇筑于内，亦可挂于立柱上。e）地表设备安装完毕后，应在立柱的朝南侧注明点名、埋设单位、埋设日期和警示语等字样。f）基准点和观测点基础内部需埋设裂缝拉线保护管（基准点与监测点之间距离小于4m时，且可以采取地埋方式时采用32mmPVC保护管；大于4m或基准点和观测点之间为低洼地带，无法地埋保护管时采用钢管，且中间每间距1m浇筑一个200mm*200mm水泥方墩固定牢固，浇筑后的基础顶部应保持水平，砼养护期满后方可进行仪器安装。设备立杆高度4.0m，直径225mm，管壁厚度4.5mm，摄像头横杆长度1.2m。（二）检查维护a）每月至少检查一次各采集主控设备上报的自检数据，观察电压、温度、内存等状态数据是否正常，如不正常，及时进行现场检查处理；b）每月检查安装信息表内用于GPRS数据传输通讯的SIM卡余额，确保余额充足；c）每年对露天设备进行一次巡检。图3.3GNSS监测站基础照片当所有规定的工序完成后，GNSS监测站就可以投入使用进行监测任务。图3.4为GNSS监测站施工完成示意图。图3.4GNSS图3.4GNSS设备安装完整体示意图3.6.4应急逃生避险路线、临时安置区及其注意事项应急逃生避险路线应避开滑坡滑动方向朝两侧安全地带撤离，该滑坡区有村路通过，交通较便利，若发生滑坡，村民可沿就近村路往两边安全地道撤离。在滑坡西南方向村路旁边平缓地带设置安置区，安置区应设置在交通便利、安全无隐患、相对平缓地区，安置区以帐篷为主，每顶帐篷占地面积约6m2，可住6-8人。当滑坡体的位移、沉降及裂缝变形超过一定限度之后，设备自带的预警喇叭，各负责人员也会受到预警短信通知，当预警喇叭发生报警后，请村民务必提高警惕，切勿惊慌，有序撤离至安全区域的临时安置点处，监测员要及时组织大家有序的撤离，然后将威胁路段临时封闭，其他负责人接到预警通知后也要在一定的时间内抵达现场，开展后续的指挥和组织工作，确保人民的安全。3.7监测成果3.7.1监测数据库监测系统采用规定地质灾害专业监测系统进行统一管理。直接使用系统台安全、高效、统一的数据存储、传输、解算、大数据分析、预警发布的功能，有利于数据的统一管理，成果共享，实现24小时实时监测信息采集传输。平台名称是华川监测预警系统2.2，操作数据图如下图3.5所示。图3.5图3.5监测系统操作界面示意图3.7.2监测数据传输迅速通过短距无线通信方式将相关信息发往监测主站，由监测主站启动声光报警装置对过往人员进行预警，同时可通过4G、北斗通信等方式将相关信息发完后台监控中心。这个GNSS监测系统包含了1个基站和8个测站，下面就一一展示所有监测站的星图。图3.6GNSS基站星图如图3.6为GNSS图3.6GNSS基站星图如图3.7为监测站1可以接收到的卫星分布图。图3.7GNSS测站1星图如图3.8为GNSS图3.7GNSS测站1星图如图图3.8GNSS测站2星图3.9为GNSS测站3可以接收到的卫星分布图。图3.8GNSS测站2星图SEQ图表\*ARABIC1图3.9GNSS测站3星图如图3.10为GNSS监测站4可以接收到的卫星分布图。图3.10GNSS测站4星图如图3.11为GNSS测站5可以接收到的卫星分布图。如图图3.11GNSS监测站5星图3.12图3.11GNSS监测站5星图如图图3.12GNSS监测站6星图3.13为GNSS图3.12GNSS监测站6星图图3.13GNSS监测站7星图如图3.14为GNSS监测站8可以接收的卫星分布图。图3.14GNSS监测站8星图3.7.3分析处理系统根据监测方法和取得的监测数据，使用相应的地理信息系统、数据处理方法和云平台解析功能、预警模型等，与卫星影像联动，对监测数据进行大数据分析处理。数据处理平台为HCMinitor，如图3.15为平台的数据界面。图3.15数据处理平台界面3.8数据变化结果通过对当地为期一年多的监测，得到了下面的数据变化成果图。如图3.15是GNSS监测站1在2019.1.1到2020.4.30期间的数据变化图。图3.15GNSS监测站1数据变化图如图3.16是GNSS监测站2在2019.1.1到2020.4.30期间的数据变化图。图3.16GNSS监测站2数据变化图如图3.17是GNSS监测站3在2019.1.1到2020.4.30期间的数据变化图。图3.17GNSS监测站3数据变化图如图3.18是GNSS监测站4在2019.1.1到2020.4.30期间的数据变化图。图3.18GNSS监测站4数据变化图图3.19GNSS监测站5数据变化图如图3.19是GNSS监测站5在2019.1.1到2020.4.30期间的数据变化图。图3.19GNSS监测站5数据变化图图3.20GNSS监测站6数据变化图如图3.20是GNSS监测站6在2019.1.1到2020.4.30期间的数据变化图图3.20GNSS监测站6数据变化图图3.22是GNSS监测站7的数据变化图如图3.21是GNSS监测站7在2019.1.1到2020.4.30图3.22是GNSS监测站7的数据变化图如图3.23是GNSS监测站8在2019.1.1到2020.4.30期间的数据变化图。图3.23GNSS监测站8数据变化图由以上数据变化图可以很直观的看到X轴位移、Y轴位移、H轴位移、二维位移长度、三维位移长度在2019年1月1日以后直至2020年4月30日内的数据变化情况，反应了GNSS图3.23GNSS监测站8数据变化图数据分析：通过对2019年1月1日到2020年4月30日在重庆芭蕉村滑坡的GNSS监测，在8个静态监测点上安装了GNSS接收机和太阳能供电系统，实现了一年多的全天候不间断实时动态监测，等到了来自八个点位的监测数据。由上面给出的数据变化图可以看出，监测点4、7、8的变化是比较平稳的，处于相对稳定的状态，剩下的监测点位都有了明显的变化。但是还没有到了形成大幅度震动的情况。我们监测系统的数据每两小时更新一次，可以在系统中很明确的看到每一个点位的坐标是否有丝毫改变，完成了既定的监测任务。重庆芭蕉村的监测还将为了保护周围村民的生命财产安全继续下去。由这个工程的案例，我们会明显的看到了，GNSS定位系统在地质灾害监测中的作用。GNSS实时动态监测是一种不需要人员一直在侧，可以持续的接受卫星信号，通过操作系统的远程控制就可以得到灾害区域变化信息的新型技术。它具有精度高、受人工影响小、作业周期短且持续、自动化程度高、全天候不间断作业的特点，进而更好的实现了对灾害区域的变化情况和预警预报。随着GNNS技术不断的发展，它将会在中国的经济建设和保护，抗灾减灾的多个领域发挥更大的作用。

4GNSS技术与其他监测方法比较具有的优势4.1常规的监测方法4.1.1地面水平位移监测方法使用常规的工程测量方法对地质灾害进行水平位移监测的时候，应该在地质灾害影响区域外找一个稳点的基准点建立稳定的基准控制网，使用全站仪开始观测，一般情况要大于3个基准点。基准点应该建立在符合相关规定的混凝土基座上。相对而言监测点必须建立在能反映测区变化的位置上。变形体的水平位移监测主要包括了导线测量、边角测量和三角测量等方法。具有适应性强，可靠性高的特点，但是收到监测地现场的影响比较大，有的网形很复杂，观测时间长，预算大，受人力因素影响大，只适合较小的地质灾害监测。经常遇到的变形体位移监测的方法还有很多种，比如：激光准直法、垂线法。这些方法的监测范围也很小，不能适用于大范围的地质灾害监测中。4.1.2沉降监测方法沉降监测，就是用常用的精密水准测量法，对地质灾害的变形体进行垂直的位移监测。根据国家规定，地质灾害监测要求不同，一般按照一等水准测量或者二等水准测量的精确程度使用电子水准仪或者DS1水准仪进行观测。进行观测的时候，一般需要在稳定的地方布置基准点，基准点采用一定强度的混凝土基座，然后在沉降区域布设监测点。在一定的周期内进行水准测量，然后分析不同时间段的水准测量数据，就可以监测出沉降点的沉降程度等数据，从而给地质灾害的预警及灾害的评价进行数据的提供。4.1.3地面三维变形监测方法（1）三维激光扫描变形监测在1995年的时候各种各样的新兴科技和高新技术源源不断的走进人们的生活中，三维激光扫描技术就是在这个时候兴起的。它的原理是通过对被测对象进行高频率的扫描，可以快速有效的获取对象表面的坐标数据，可以大量采集空间的点位信息，建立物体的三维影像模型，是在GNSS空间定位技术之后又一项新型的测绘技术。因为三维激光扫描的特性，可以让地质灾害监测分析更加的高效快速，得到的模型更加完善准确，可以在一定程度上代替传统的监测方法。缺点就是造价太高，使得监测成本无法估计。（2）全站仪三维变形监测在我们现在的生活中，全站仪使用的越来越日常，可靠性也越来越高，所以全站仪也可以对地质灾害体进行三维变形监测。有的全站仪还自带了二次开发的平台，让使用的人可以根据自己的需求开发软件，可以在自己全站仪上直接运行。全站仪的快速发展也使得它更好的应用到了地质灾害中的滑坡和崩塌监测中。（3）数字摄影测量监测方法摄影测量的方法包括了近景摄影测量和地面立体摄影测量。数字摄影测量的基础是数字影像和摄影测量的基本原理。伴随着越来越蓬勃的科技发展，数字摄影测量使用看高分辨率的量测一起和数字摄影机，所测得的数据精度相比以前的摄影测量也完善了很多，使得摄影测量可以更好的应用到变形监测中，可以很好的监测大型的地质灾害。4.2GNSS监测的优点（1）观测站之间无需通视保证良好的通视情况，又要保证控制网的结构一直是传统监测的问题。但是GNSS监测根据卫星的行为，可以很好的解决需要通视的问题，也可以很大程度上的减少经费和人力。（2）定位精度高现在已经完成的实验数据表明，现在在不大于50km的基线上面，GNSS的相对定位精度能够达到1~2*10-6，在500km以下可以达到10-6~10-7。（3）观测时间短用传统的静态定位方法完成一次监测的时间，一般在三个小时以内。如果基线较短，使用快速相对定位法只需要几分钟就可以了。（4）操作简单GNSS测量的自动化程度很高，可以使用永久性的监测站，不需要人工到场，远程就可以控制接收机接收数据。（5）全天候作业GNSS进行监测作业，可以在任何地点，各个时间连续的进行，也不会受到天气变化的影响。

5结论与展望5.1结论现在在全国各种地质灾害频发的地区，政府一直在做相应的预警和措施。随着GNSS越来越快的发展，它高精度、全球全天候的特点，让GNSS更广泛的应用到了各个领域。本文结合了重庆芭蕉村滑坡的GNSS监测数据，对滑坡的监测网设计、卫星接收信号、监测数据采集和分析，可以得到下面的结论和认识：（1）通过对地质灾害发生区域的交通、水文、地形地貌研究，制定了相应的监测计划，利用GNSS接收机，其中一个基站，8个测站，进行长时间的相对定位观测，将监测得到的数据汇总，并加以图形的分析，得到部分监测点正在极其缓慢的移动。证实了监测的有效性。（2）GNSS定位技术在地质灾害监测中能够替代传统的监测方法。GNSS基站所在的基准点是整个监测网的参照，应该布设在远离地灾灾害可以影响到的区域，并且建立在稳定的混凝土基础上；监测站的选取应该布设在有地质灾害变形体的地方；应该考虑到外界条件对卫星信号的影响，将所有的GNSS接收机布设在空旷无遮挡的区域。（3）本文所提到的GNSS监测都是接近完全自动化监测，在接收机的周围建立了护栏保证了接收机不被外物干扰，而且使用了太阳能、蓄电池以及雨量计实时观测降水量，可以让工作人员无需频繁前往观测点就以得到监测数据。只需要在一