大坝变形GPS双基站自动监测系统设计与应用

姜晨光，石伟南，巩亮生，闫春茹，李增有

（1.江南大学环境与土木工程学院，江苏无锡 214122；2.山东省水利厅，山东济南 250013；3.山东海河流域水利管理局，山东济南 250100；4.河北中核岩土工程有限责任公司，河北石家庄 050021；5.中国兵器工业北方勘察设计研究院，河北石家庄 050021）

目前，水电站大坝的自动化监测项目主要包括变形（包括水平位移和竖直位移2个子项）、渗流（包括渗透压力和渗流量2个子项）以及应力应变等内部观测项目。自动化观测设备包括各种传感器（比如引张线、遥测垂线坐标仪、静力水准仪、弦式渗压计、渗流量仪、应力及应变传感器等）、量测控制设备（MCU）、中央控制设备、软件等。虽然目前在大坝监测自动化领域取得了很大成绩，但系统的可靠性、稳定性、有效性、针对性有待进一步加强与提高，大坝监测自动化有待于在实用化的基础上向智能化发展[1-13]。如何实现大坝监测的智能化是科研组近十年来一直在探索与实践的问题，通过研究与实践，发现GPS可以有效实现大坝监测的智能化。科研组在百丈岭水库大坝进行了相关的研究与实验工作，实验发现利用单基站GPS进行大坝自动监测效果不很理想，因此，提出了采用双基站GPS进行大坝自动监测的设想并进行了相关的实验。研究表明，双基站GPS在大坝自动监测中具有多方面的优势，是大坝自动监测的最佳方法之一。

1 工作原理

GPS定位精度高、可全天候获取信息、仪器设备轻巧、价格比较低廉，目前，GPS技术作为当代最先进的空间导航与定位技术，已经在各个专业技术领域得到广泛的应用。……