地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)方案

地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)方案第一章：地質(zhì)災(zāi)害滑坡體監(jiān)測設(shè)計的原則、依據(jù)和技術(shù)指標(biāo)1.監(jiān)測的內(nèi)容和任務(wù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)方案中，我們需要考慮監(jiān)測的內(nèi)容和任務(wù)。監(jiān)測的內(nèi)容包括滑坡體的形態(tài)、位移、速度、裂縫、地下水位等信息，任務(wù)則是及時發(fā)現(xiàn)、預(yù)警和處理地質(zhì)災(zāi)害。2.監(jiān)測設(shè)計的原則、依據(jù)和技術(shù)指標(biāo)監(jiān)測設(shè)計需要遵循以下原則：科學(xué)性、可行性、先進性、實用性、經(jīng)濟性和可維護性。監(jiān)測的依據(jù)包括地質(zhì)災(zāi)害的成因、滑坡體的形態(tài)和特征、監(jiān)測目的和任務(wù)等。技術(shù)指標(biāo)包括監(jiān)測精度、可靠性、穩(wěn)定性等。3.監(jiān)測依據(jù)監(jiān)測依據(jù)需要考慮地質(zhì)災(zāi)害的成因、滑坡體的形態(tài)和特征、監(jiān)測目的和任務(wù)等。根據(jù)這些依據(jù)，我們可以確定監(jiān)測的內(nèi)容和任務(wù)，并制定相應(yīng)的監(jiān)測方案。4.系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)需要考慮監(jiān)測的精度、可靠性、穩(wěn)定性等因素。我們需要選擇先進的監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。第二章：滑坡立體監(jiān)測設(shè)計1.擬設(shè)計監(jiān)測的主要的參數(shù)滑坡體監(jiān)測的主要參數(shù)包括滑坡體的形態(tài)、位移、速度、裂縫、地下水位等信息。我們需要選擇合適的監(jiān)測設(shè)備和技術(shù)，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。2.滑坡體監(jiān)測拓?fù)鋱D滑坡體監(jiān)測拓?fù)鋱D需要繪制滑坡體的形態(tài)和特征，以便確定監(jiān)測點的位置和數(shù)量。我們需要考慮監(jiān)測的精度和覆蓋范圍，選擇合適的監(jiān)測點布置方案。3.現(xiàn)場監(jiān)測各子系統(tǒng)現(xiàn)場監(jiān)測各子系統(tǒng)包括高精度GPS自動化監(jiān)測和滑坡體表面裂縫監(jiān)測之振弦式裂縫計。我們需要選擇先進的監(jiān)測設(shè)備和技術(shù)，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。同時，我們需要定期維護和更新監(jiān)測設(shè)備，確保監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。2.3.3拉線式裂縫計監(jiān)測滑坡體表面裂縫拉線式裂縫計是一種常用的滑坡體表面裂縫監(jiān)測儀器。它通過在滑坡體表面設(shè)置拉線，并測量拉線兩端的距離變化，來判斷滑坡體表面裂縫的變化情況。該儀器具有精度高、響應(yīng)快等優(yōu)點，適用于各種類型的滑坡體表面裂縫監(jiān)測。2.3.4固定測斜儀監(jiān)測滑坡體深部位移固定測斜儀是一種用于監(jiān)測滑坡體深部位移的儀器。它通過在滑坡體深部設(shè)置固定測斜點，并測量測斜點的傾斜角度變化，來判斷滑坡體的深部位移情況。該儀器具有精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，適用于各種類型的滑坡體深部位移監(jiān)測。2.3.5孔隙水滲壓計監(jiān)測滑坡體水位孔隙水滲壓計是一種用于監(jiān)測滑坡體孔隙水位的儀器。它通過在滑坡體內(nèi)設(shè)置孔隙水滲壓計，并測量孔隙水的壓力變化，來判斷滑坡體的水位變化情況。該儀器具有精度高、響應(yīng)快等優(yōu)點，適用于各種類型的滑坡體水位監(jiān)測。2.3.6土壓力計監(jiān)測滑坡體土壤壓力土壓力計是一種用于監(jiān)測滑坡體土壤壓力的儀器。它通過在滑坡體內(nèi)設(shè)置土壓力計，并測量土壤的壓力變化，來判斷滑坡體的土壤壓力變化情況。該儀器具有精度高、響應(yīng)快等優(yōu)點，適用于各種類型的滑坡體土壤壓力監(jiān)測。2.3.7土壤溫濕度儀監(jiān)測滑坡體環(huán)境參數(shù)土壤溫濕度儀是一種用于監(jiān)測滑坡體環(huán)境參數(shù)的儀器。它通過測量滑坡體內(nèi)部土壤的溫度和濕度變化，來判斷滑坡體的環(huán)境參數(shù)變化情況。該儀器具有精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，適用于各種類型的滑坡體環(huán)境參數(shù)監(jiān)測。2.3.8氣象監(jiān)測站監(jiān)測滑坡體氣象參數(shù)氣象監(jiān)測站是一種用于監(jiān)測滑坡體氣象參數(shù)的儀器。它通過測量滑坡體周邊的氣象參數(shù)，如溫度、濕度、風(fēng)速等，來判斷滑坡體的氣象變化情況。該儀器具有精度高、覆蓋范圍廣等優(yōu)點，適用于各種類型的滑坡體氣象參數(shù)監(jiān)測。2.4北斗傳輸北斗傳輸是一種用于將滑坡體監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測中心的方式。它通過北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸和實時監(jiān)測。該方式具有傳輸距離遠、傳輸速度快等優(yōu)點，適用于各種類型的滑坡體監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸。第三章軟件介紹本系統(tǒng)采用先進的數(shù)據(jù)處理和分析軟件，能夠?qū)麦w監(jiān)測數(shù)據(jù)進行實時處理、分析和預(yù)測，為滑坡體的監(jiān)測和預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)。第四章服務(wù)體系4.1保修、維修和升級服務(wù)本系統(tǒng)提供完善的保修、維修和升級服務(wù)，確保設(shè)備的正常運行和性能的穩(wěn)定。4.2技術(shù)培訓(xùn)本系統(tǒng)提供專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)服務(wù)，幫助用戶掌握設(shè)備的使用方法和維護技術(shù)，提高設(shè)備的使用效率和可靠性。4.3技術(shù)服務(wù)第一章地災(zāi)監(jiān)測技術(shù)指標(biāo)2.1監(jiān)測的內(nèi)容和任務(wù)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測需要針對不同地質(zhì)災(zāi)害點的具體特征和影響因素，建立完整的監(jiān)測剖面和監(jiān)測網(wǎng)，實現(xiàn)系統(tǒng)化、立體化的監(jiān)測系統(tǒng)。同時，需要及時快速地對不同地質(zhì)災(zāi)害點的現(xiàn)狀進行評價和預(yù)測預(yù)報，以降低可能發(fā)生的危害。建立地表位移變化、內(nèi)部位移變化和水位變化的系統(tǒng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和管理平臺，能夠讓各級地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測主管部門實時了解滑坡體的安全狀況，以便及時采取相應(yīng)的管理措施。監(jiān)測滑坡體地表形變區(qū)的位移變化動態(tài)、內(nèi)部位移變化的動態(tài)和滑坡體內(nèi)部水位變化動態(tài)，對其發(fā)展趨勢做出預(yù)測預(yù)報。同時，需要對比評價不同條件下的監(jiān)測數(shù)據(jù)，進一步預(yù)測地表形變區(qū)域變形的趨勢，指導(dǎo)場地規(guī)劃建設(shè)。及時反應(yīng)出地表形變區(qū)的安全情況，為地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測主管部門提供可靠的依據(jù)。2.2監(jiān)測設(shè)計的原則、依據(jù)和技術(shù)指標(biāo)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)是一個集結(jié)構(gòu)分析計算、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)等高新技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)工程。該監(jiān)測系統(tǒng)的作用是成為一個功能強大并能真正長期用于結(jié)構(gòu)損傷和狀態(tài)評估，滿足位移監(jiān)測的需要，同時又具經(jīng)濟效益的結(jié)構(gòu)健康安全監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)測設(shè)計遵循以下原則和依據(jù)：1)監(jiān)測設(shè)計原則(1)科學(xué)合理性原則監(jiān)控對象的選取必須有科學(xué)和法律依據(jù)，尤其符合相關(guān)安全規(guī)程和規(guī)定。監(jiān)控手段的選取必須是先進的，監(jiān)控效果必須準(zhǔn)確有效。(2)經(jīng)濟實用性原則需要較大投入的監(jiān)控項目都需要經(jīng)常使用。原系統(tǒng)已具備的功能或結(jié)構(gòu)裝置只要準(zhǔn)確有效，都采用系統(tǒng)整合的方法加以利用，相互配合。在保證長期可靠有效的前提下，采用最經(jīng)濟的方案。所有的操作功能都采用最簡潔的使用方法，做到直觀方便、性能穩(wěn)定以及維護簡單。(3)系統(tǒng)可擴展性原則在監(jiān)控方案要求改變時，本次投入的軟硬件設(shè)備能夠繼續(xù)使用，最大限度減少重復(fù)投入。系統(tǒng)接口開放性：系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)信息采用國際或國內(nèi)通用的標(biāo)準(zhǔn)格式，便于系統(tǒng)功能擴充和監(jiān)測成果的開發(fā)利用。系統(tǒng)軟件系統(tǒng)支持其他監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)分析、支持人工巡檢記錄等。本系統(tǒng)的設(shè)計遵循相關(guān)規(guī)范，包括沉降監(jiān)測安全技術(shù)規(guī)程、全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范、全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程等。此外，還涵蓋了精密工程測量規(guī)范、建筑變形測量規(guī)程、國家水準(zhǔn)測量規(guī)范、工程測量規(guī)范、UNAVCO基準(zhǔn)站建立規(guī)范、IGS基準(zhǔn)站建立規(guī)范、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、建筑物防雷設(shè)計規(guī)范等規(guī)范。該系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)包括各監(jiān)測點的響應(yīng)時間、監(jiān)測精度、自動運行、遠程控制等。監(jiān)測點的響應(yīng)時間一般為4小時一次，最快可為幾分鐘一次，系統(tǒng)可根據(jù)需要進行設(shè)置。監(jiān)測精度達到國內(nèi)先進水平，表面位移監(jiān)測水平為3-5mm，內(nèi)部位移監(jiān)測精度為1.5″（量程不同，精度不同）。系統(tǒng)完全是自動運行，包括數(shù)據(jù)自動傳輸、數(shù)據(jù)自動處理、自動報警及自動生成報表等。系統(tǒng)管理員可對系統(tǒng)進行遠程控制、參數(shù)設(shè)置等操作。用戶還可根據(jù)各監(jiān)測點位置的地質(zhì)情況分別設(shè)置預(yù)警值，如果某監(jiān)測點監(jiān)測結(jié)果超過預(yù)警值，系統(tǒng)則通過短消息、聲光或者E-mail的方式自動報警給相關(guān)人員。此外，數(shù)據(jù)分析軟件可自動分析各監(jiān)測點的實時與歷史三維變化情況、各監(jiān)測點沉降速率實時與歷史變化情況，通過各個監(jiān)測點反映出整個滑坡體的形變動態(tài)。該地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)由清華同方股份有限公司設(shè)計，參考了當(dāng)前所有新技術(shù)新方法，并積極引入新的科技手段，為滑坡體的可靠監(jiān)測和治理提供了立體、科學(xué)的指導(dǎo)方向。該系統(tǒng)包括滑坡體表面位移監(jiān)測、滑坡體表面裂縫監(jiān)測、滑坡體內(nèi)部位移監(jiān)測、滑坡體內(nèi)部水位監(jiān)測、滑坡體內(nèi)部土壓力監(jiān)測、組合氣象站和土壤溫濕度監(jiān)測。其中，滑坡體表面位移監(jiān)測采用GPS監(jiān)測系統(tǒng)，滑坡體表面裂縫監(jiān)測采用裂縫計，滑坡體內(nèi)部位移監(jiān)測采用固定測斜儀，滑坡體內(nèi)部水位監(jiān)測采用孔空隙水滲壓監(jiān)測，滑坡體內(nèi)部土壓力監(jiān)測采用土壓力計。組合氣象站包括雨量計、風(fēng)速計、氣壓、風(fēng)向、濕度、溫度傳感器，而土壤溫濕度監(jiān)測則采用土壤溫濕度傳感器。最后，附上滑坡體監(jiān)測拓?fù)鋱D，以便更好地理解該系統(tǒng)的監(jiān)測范圍和結(jié)構(gòu)?；麦w監(jiān)測系統(tǒng)由三部分組成：滑坡體野外傳感器采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)和監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。野外傳感器部分包括表面位移監(jiān)測和滑坡體內(nèi)部監(jiān)測。表面位移監(jiān)測采用高精度GPS定位設(shè)備和拉線式位移計?；麦w內(nèi)部監(jiān)測采用固定測斜儀、孔隙水壓力計和土壓力計。此外，還有一體化氣象站和土壤溫濕度傳感器。數(shù)據(jù)傳輸部分采用3G進行通訊，考慮到通訊實時穩(wěn)定性和建設(shè)成本。數(shù)據(jù)處理與控制子系統(tǒng)由小型機系統(tǒng)、服務(wù)器系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。輔助支持系統(tǒng)包括外場機柜、外場機箱、配電和UPS、防雷等子系統(tǒng)。高精度GPS自動化監(jiān)測是滑坡體監(jiān)測系統(tǒng)中的一個重要部分。GPS由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機三部分組成，可為各類用戶提供動態(tài)的三維位置、三維速度和時間信息。利用GPS定位技術(shù)進行變形監(jiān)測是一種先進的高科技監(jiān)測手段，而用GPS監(jiān)測滑坡體是GPS技術(shù)變形監(jiān)測的一種典型應(yīng)用。通常有兩種方案：人工定期觀測和無人值守的GPS觀測系統(tǒng)。GPS監(jiān)測系統(tǒng)已成功應(yīng)用于各大橋梁、邊坡、大壩等監(jiān)測項目。于地形復(fù)雜，傳統(tǒng)測量方法難以實現(xiàn)。而GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)可以同時測定點的三維位移，大大提高了監(jiān)測效率和精度。實時監(jiān)測：GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)可以實時監(jiān)測變形體的變形情況，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并采取措施，避免災(zāi)害事故的發(fā)生。(2)缺點GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)也存在一些缺點，如：受天氣、地形等因素影響：GPS信號容易受到天氣、地形等因素的影響，導(dǎo)致監(jiān)測精度下降。設(shè)備價格高：GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)備價格相對較高，需要較大的投入。對操作人員要求高：GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)的操作需要專業(yè)技能，對操作人員的要求較高。總的來說，GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)相比傳統(tǒng)監(jiān)測手段具有更高的監(jiān)測效率和精度，但也需要考慮到其缺點和投入成本。在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的監(jiān)測手段。利用GPS技術(shù)進行變形監(jiān)測具有以下優(yōu)點：首先，地勢陡峻時進行精密水準(zhǔn)測量非常困難，但采用三角高程測量可以測定垂直位移。雖然精度不夠理想，但使用GPS定位技術(shù)可以同時測定點的三維位移。因為我們只關(guān)心點位的變化，所以垂直位移的監(jiān)測可以在大地高系統(tǒng)中進行，避免了高程異常誤差造成的精度損失。雖然垂直位移的精度一般不如水平位移好，但采取適當(dāng)措施后仍可滿足要求。其次，GPS測量不受氣候條件的限制，可以在風(fēng)雪雨霧中進行觀測，這對于汛期的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測非常有利。另外，GPS接收機的數(shù)據(jù)采集工作是自動進行的，且用戶可以方便地把GPS變形監(jiān)測系統(tǒng)建成無人值守的全自動化的監(jiān)測系統(tǒng)，可保證長期連續(xù)運行，降低變形監(jiān)測成本，提高監(jiān)測資料的可靠性。最后，GPS定位技術(shù)可以獲得mm級精度，已可滿足一般崩滑體變形監(jiān)測的精度要求。需要更高的監(jiān)測精度時應(yīng)增加觀測時間和時段數(shù)。因此，利用GPS進行變形監(jiān)測的優(yōu)點要遠遠大于缺點的制約，GPS技術(shù)的應(yīng)用給測量技術(shù)帶來了一場深刻的革命。國外從20世界80年代開始用GPS進行變形監(jiān)測，世界上許多國家紛紛布設(shè)地殼運動GPS監(jiān)測網(wǎng)，例如，日本國土地理院從1993年開始了GPS連續(xù)觀測網(wǎng)的籌建工作，到1994年日本列島已建立由210個GPS連續(xù)觀測站組成的連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（COSMOS），目前的觀測站總數(shù)以發(fā)展到1000多個。該系統(tǒng)與1994年10月1日正式使用，10月4日就檢測到北海道東部近海8.4級大地震，并清晰地記錄了地震前后的地殼形變。此后，又成功的捕捉到三陸遠海地震及兵庫縣南部地震的地殼形變。本GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)采用專業(yè)的GPS數(shù)據(jù)處理軟件，能夠?qū)PS觀測數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)實時的解算處理，并生成各監(jiān)測點的三維坐標(biāo)變化曲線圖、位移速率圖等監(jiān)測數(shù)據(jù)報告。同時，軟件還具備數(shù)據(jù)管理、分析、導(dǎo)出等功能，方便管理人員進行數(shù)據(jù)的查看和分析。A.基礎(chǔ)站建設(shè)基礎(chǔ)站是GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分，其選址、基建、儀器設(shè)備的選擇及設(shè)備安裝等方面都需要嚴(yán)格按照規(guī)范要求進行。在建設(shè)基礎(chǔ)站時，需按照表一的要求執(zhí)行，包括水泥、沙子、石子及其他添加劑的用量以及混凝土施工的要求。同時，鋼筋骨架采用直徑≧10mm的螺紋鋼筋，裹筋采用直徑≧6mm的普通鋼筋?；ㄔ鞎r需澆灌混凝土至基座深度的一半，充分搗固后放入捆扎好的基座鋼筋骨架，并在基座中心垂直安置捆扎好的柱石鋼筋骨架，將柱石鋼筋骨架底部與基座鋼筋骨架捆扎一起，澆灌混凝土至基座頂面，充分搗固并使混凝土頂面處于水平狀態(tài)。B.GPS監(jiān)測站GPS監(jiān)測站是管理人員實時掌握滑坡體形變和位移變化量的依據(jù)。各監(jiān)測點長期連續(xù)跟蹤觀測衛(wèi)星信號，通過數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)（無線網(wǎng)橋或3G）實時傳輸GPS觀測數(shù)據(jù)到控制中心，并結(jié)合各參考站的觀測數(shù)據(jù)與起算坐標(biāo)通過控制中心軟件準(zhǔn)實時解算處理，最終得到各監(jiān)測點的三維坐標(biāo)。監(jiān)測站的建設(shè)也包括監(jiān)測站地址的選擇、監(jiān)測站基建、儀器設(shè)備的選擇及設(shè)備安裝四個部分，具體建設(shè)見“參考站的建設(shè)”相關(guān)章節(jié)。C.數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸主要通過無線方式傳輸?shù)娇刂浦行?。本項目擬采用3G模塊進行通訊，同時也可采用無線網(wǎng)橋進行傳輸。在混凝土澆灌至地面下0.2米時，需在觀測墩外壁預(yù)埋適合線纜進出的直徑不小于25mm的硬質(zhì)管道（鋼制或塑料），供安裝電纜保護線路用。D.GPS數(shù)據(jù)處理軟件GPS數(shù)據(jù)處理軟件是滑坡體GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)的核心組成部分，能夠?qū)PS觀測數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)實時的解算處理，并生成各監(jiān)測點的三維坐標(biāo)變化曲線圖、位移速率圖等監(jiān)測數(shù)據(jù)報告。軟件還具備數(shù)據(jù)管理、分析、導(dǎo)出等功能，方便管理人員進行數(shù)據(jù)的查看和分析。本監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理主要包括對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)各GPS原始數(shù)據(jù)的采集控制，以及對數(shù)據(jù)采樣間隔、GPS一機多天線的信號切換的控制、各GPS原始數(shù)據(jù)的輸入與處理、原始數(shù)據(jù)的檢驗、設(shè)備故障診斷等方面的實現(xiàn)。同時，還需要對其它監(jiān)測手段監(jiān)測數(shù)據(jù)的輸入與處理進行處理。為了滿足本項目的實際情況和業(yè)主的具體要求，我們推薦使用專業(yè)GPS監(jiān)測軟件進行系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)處理。該軟件采用先進的非線性Kalman濾波雙差解、三差解算法，同時增加了先進的電離層改正模型、支持多參考站解算及實時獨立基線網(wǎng)平差等功能，具體精度為平面小于3mm，高程5mm。同時，該軟件還實現(xiàn)了雙基站或多基站處理功能。數(shù)據(jù)解算軟件是進行實時三維變形測量分析系統(tǒng)的軟件。它能夠同時對安放在目標(biāo)設(shè)施或自然物體上的幾十個GPS進行實時三維位置解算，并達到毫米級精度。該軟件采用C/S架構(gòu)，同時實現(xiàn)監(jiān)控站的實時差分定位，并具有圖形顯示、接收機設(shè)置、監(jiān)控站參數(shù)設(shè)置、觀測數(shù)據(jù)記錄、報警等功能。解算為核心構(gòu)成的變形監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的每個GPS接收機只需要輸出GPS的原始數(shù)據(jù)和星歷，數(shù)據(jù)通過廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)絡(luò)、串口、無線設(shè)備等傳到控制中心，控制中心的解算軟件根據(jù)每臺GPS接收機對應(yīng)的IP地址和端口號，獲得每個監(jiān)測點的原始實時數(shù)據(jù)，從而對這些原始數(shù)據(jù)進行實時差分解算，得到各個監(jiān)測站的坐標(biāo)，并存入數(shù)據(jù)庫或發(fā)送給客戶端。解算軟件的標(biāo)準(zhǔn)特性包括監(jiān)測精度水平3-5mm，高程5-8mm（根據(jù)解算時間長短和環(huán)境略有浮動）、Windows95/NT32bit結(jié)構(gòu)、多線程、多任務(wù)設(shè)計、先進的GPS數(shù)據(jù)算法（具有OTF解算、卡爾曼濾波、三差解算等，同時支持實時、后處理解算）、圖形用戶界面、實時顯示基準(zhǔn)站、監(jiān)測站的工作狀態(tài)、具有防死機功能（一旦某個監(jiān)測站出現(xiàn)死機現(xiàn)象，軟件馬上會通過數(shù)據(jù)信號觸發(fā)的方式實現(xiàn)接收機自動重啟）、支持遠程控制功能（軟件可自動向GPS接收機發(fā)送用戶更改參數(shù)的命令，如采樣間隔、高度截止角等）、軟件自動保存解算數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫，同時自動保存GPS原始數(shù)據(jù)到本地磁盤、支持有線、無線多種通訊方式等功能，提供接口源代碼，支持用戶二次開發(fā)。最后，數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換也是監(jiān)測系統(tǒng)中必不可少的一部分，需要進行精確的處理和轉(zhuǎn)換，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。在傳入數(shù)據(jù)庫模塊前，原始數(shù)據(jù)處理模塊需要進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。GPS采集的數(shù)據(jù)是WGS84經(jīng)緯度坐標(biāo)，經(jīng)過投影轉(zhuǎn)換后也只能是以真北為北方向的平面坐標(biāo)。但是，監(jiān)測點的布設(shè)是劃分幾個斷面的，具體的監(jiān)測結(jié)果需要以斷面的走向為北方向的坐標(biāo)。因此，需要通過坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)才能符合要求。振弦式裂縫計是一種能夠有效監(jiān)測滑坡體表面裂縫變化情況的儀器。它廣泛用于各類建筑物內(nèi)部、表面、周邊裂縫開合度的長期和臨時觀測。主要用于二點間的相對位移量的監(jiān)測，與不同的配套附件組合后可作為單向多種位移測量傳感器使用。該儀器由前、后安裝支座(架)、振弦式位移傳感器、傳輸電纜等組成。當(dāng)被測結(jié)構(gòu)物二點之間發(fā)生的位移時，通過前、后安裝支座傳遞給位移傳感器，使傳感器內(nèi)振弦產(chǎn)生張力變化，從而改變振弦的振動頻率。頻率信號經(jīng)電纜傳輸至數(shù)據(jù)采集器上，即可計算出被測結(jié)構(gòu)物二點間距離的變化量即位移量。本次設(shè)計的監(jiān)測系統(tǒng)中有一部分傳感器采用的是同一原理的設(shè)備。這些設(shè)備都可連接到同一數(shù)據(jù)采集器上。傳感器主要包含：振弦式裂縫計、振弦式空隙水滲壓計、振弦式土壓力計。這些設(shè)備連接拓?fù)鋱D如圖3-12所示。振弦式原理傳感器監(jiān)測子系統(tǒng)包含如下三部分：傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)和輔助支持系統(tǒng)。傳輸方式一般采用專用RS485四芯通訊電纜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器到控制中心的傳輸方式我們一般采用光纖、高頻無線傳輸終端、3G等媒介。為了達到可靠、有效、穩(wěn)定，可以讓將幾種方式并存。本項目將以3G數(shù)傳方式為主，高頻無線網(wǎng)橋、Internet和光纖通訊方式根據(jù)實際情況選擇使用。輔助支持系統(tǒng)由監(jiān)測外場及監(jiān)控中心輔助整個GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)正常運行的設(shè)備組成，包括配電及UPS、防雷、綜合布線及外場機柜等子系統(tǒng)組成，避雷系統(tǒng)與GPS的監(jiān)測點的系統(tǒng)共用。振弦式裂縫計的主要技術(shù)參數(shù)包括測量范圍、分辨率、長度、外徑、非直線度、綜合誤差和絕緣電阻等。規(guī)格為215270，測量范圍為20mm，分辨率為2%FS，長度為20mm，外徑為5mm，非直線度為50%FS，綜合誤差為10%FS，絕緣電阻大于50MΩ。根據(jù)用戶需要可增加測溫功能。本次地面裂縫監(jiān)測選用100-200mm量程的JTMV7000設(shè)備，考慮到裂縫的變化量較大。裂縫計是一種測量表面裂縫位移的儀器，使用時需要加夾具組成測縫計，測值為兩端固定點間的相對位移變化值。在安裝時需要按照設(shè)計要求在開合縫兩側(cè)的測點處劃好準(zhǔn)確位置，并在兩點距離超出儀器有效長度時加接過度桿件和保護裝置。JTM-V7000型測縫計可以有效測量1000mm的位移范圍，輸入激勵電壓為+5VDC、+12VDC、+24VDC等，信號輸出包括電位計、電壓、電流、編碼器脈沖和計算機接口，線性精度為200mm優(yōu)于±0.5%，500mm以上優(yōu)于±0.28%。拉線式裂縫計是一種將機械位移量轉(zhuǎn)換成電信號的儀器，使用鋼繩連接被測物體和傳感器，當(dāng)位移產(chǎn)生時，鋼繩帶動傳感器傳動機構(gòu)和傳感元件同步轉(zhuǎn)動，從而輸出一個與繩索移動量成正比例的電信號。拉線式裂縫計的位移有效測量范圍為1000mm，線性精度優(yōu)于±0.5%。在安裝時需要根據(jù)勘察的實際斷層數(shù)據(jù)進行鉆孔安裝，深度應(yīng)穿透斷層，基準(zhǔn)點有孔底和孔口兩種取法，本項目將采用GPS作為孔口的固定基準(zhǔn)。固定測斜是一種用于滑坡體內(nèi)部位移監(jiān)測的成熟產(chǎn)品，需要根據(jù)實際斷層數(shù)據(jù)進行鉆孔安裝，深度應(yīng)穿透斷層。固定測斜的基準(zhǔn)點有孔底和孔口兩種取法，本項目將采用GPS作為孔口的固定基準(zhǔn)。為了連續(xù)了解邊坡深度位移變化情況，本項目將在邊坡內(nèi)布設(shè)固定測斜儀來實現(xiàn)連續(xù)自動觀測，以取代手動測斜的不足。1)數(shù)據(jù)通訊所有土壓力計數(shù)據(jù)通過屏蔽電纜集中接到數(shù)據(jù)采集器上，然后傳回控制室進行數(shù)據(jù)解析和實時分析。2)傳感器配置每個測孔以2m至20m為間隔布設(shè)固定式土壓力計，重點部分可根據(jù)需要加密布設(shè)。3)避雷措施由于測孔附近都有GPS監(jiān)測點，可以與GPS監(jiān)測點的地網(wǎng)供用，只需安裝避雷針?？梢詤⒖糋PS的避雷設(shè)計。4)選擇和安裝本項目采用的固定式土壓力計采用世界上頂尖級伺服加速度計制造，具有寬測量范圍和高分辨率等優(yōu)異性能。它有堅固的不銹鋼外殼，并具有良好的密封性能，適用于測量各種建筑物結(jié)構(gòu)的土壓力和位移量。配套設(shè)備為JTM-G7600B型高精度ABS測斜管。5)技術(shù)參數(shù)（1）安裝：固定式土壓力計可安裝在測孔內(nèi)，每個傳感器與安裝附件連接，傳感器的導(dǎo)向定位機構(gòu)必須處于同一平面內(nèi)。多個傳感器串聯(lián)使用時，需要將單個傳感器分別連接配件，并依次放入測孔中。（2）最大量程：4.0MPa（3）分辨率：0.1%-0.8%F·S（4）工作溫度：-25℃至+60℃（5）測溫精度：±0.5℃（根據(jù)用戶要求另加）6)系統(tǒng)拓?fù)鋱D土壓力計數(shù)據(jù)通過屏蔽電纜集中接到數(shù)據(jù)采集器上，然后傳回控制室進行數(shù)據(jù)解析和實時分析。7)設(shè)備安裝每個測孔以2m至20m為間隔布設(shè)固定式土壓力計，重點部分可根據(jù)需要加密布設(shè)。傳感器通過透水沙埋入孔內(nèi)，電纜連接到數(shù)據(jù)采集器上。安裝示意圖和現(xiàn)場圖如圖3-21和圖3-22所示。振弦式土壓力計是一種常用的建筑基礎(chǔ)監(jiān)測設(shè)備，可用于長期測量土體的壓應(yīng)力，如滑坡、土石壩、防波堤、護岸、碼頭岸壁、高層建筑、管道基礎(chǔ)、橋墩、擋土墻、隧道、地鐵、機場、公路、鐵路、防滲墻結(jié)構(gòu)等。在安裝和埋設(shè)時，需要注意土壓力計的受壓面應(yīng)面對欲測量的土體，并設(shè)法讓受力面與土體充分接觸。在滑坡體上，振弦式土壓力計主要安裝在擋土墻的側(cè)面，可以測量滑坡土體的側(cè)壓力，當(dāng)超過警戒值時，可以預(yù)測滑坡是否會發(fā)生側(cè)滑，擋土墻是否會倒塌。振弦式土壓力計具有二次密封性能，廣泛適用于建筑基礎(chǔ)與土體的壓應(yīng)力長期測量。其主要技術(shù)指標(biāo)包括規(guī)格、測量范圍、分辨力、綜合誤差和測溫范圍等。除此之外，還可以加裝測溫功能、智能芯片識別功能，以及人工測量/自動測量等附件。土壤溫濕度監(jiān)測是地災(zāi)監(jiān)測的重中之重，選用土壤溫濕度傳感器進行監(jiān)測可以很好地測量出土壤容積內(nèi)含水量和溫度。土壤溫濕度計廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、路基、水利、礦山等行業(yè)，通常將測得的土壤含水量和溫度數(shù)據(jù)與其他變形數(shù)據(jù)進行綜合性評估。其主要技術(shù)參數(shù)包括量程、分辨率、精度、測量區(qū)域和外形尺寸等。一體氣象站是一種專業(yè)級傳感器，可同時測量大氣溫度、大氣濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓等五種主要氣象要素。其特點是精度高、響應(yīng)時間快、串口輸出，方便用戶直接通過PC或外接儀器進行測量。本系統(tǒng)采用堅實耐用的超聲波風(fēng)設(shè)計，整個系統(tǒng)免維護，便于安裝。系統(tǒng)協(xié)議公開，標(biāo)準(zhǔn)RS485輸出（RS232可選），擁有大容量內(nèi)存及豐富的系統(tǒng)指令。規(guī)格直徑約166毫米，高度約263毫米，重量約1.5千克。溫度測量范圍為-40～60°C（可配置），精確性為±0.2（可配置）。相對濕度測量范圍為0～100%相對濕度，精確性為±2%相對濕度（可配置）。氣壓測量范圍為300～1200百帕（可配置），精確性為±1百帕（可配置）。風(fēng)向原理采用超聲波，測量范圍為0～360°，精確性為±3°（可配置）。風(fēng)速原理采用超聲波，測量范圍為0～60米/秒（可選配大量程），精確性使用最高值：測量值加減0.3米/秒或3%。加熱功率為30W，直流電壓為12～30V?；拘畔⒔涌跒镽S485，雙線連接方式，半雙工。操作功率為直流電壓12～30V+/-10%<3Va，工作濕度范圍為0～100%，工作溫度范圍為-40～60°C。CHC-BDS1北斗通信模塊是上海華測自主研發(fā)的北斗收發(fā)一體式接收機，由功放模