一种不依靠参考站的新型滑坡监测方法及装置

摘要

本发明公开了一种不依靠参考站的新型滑坡监测方法，所述方法包括：S01、在滑体的坡顶设置坡顶监测站，在滑体的坡脚设置坡脚监测站；S02、将坡脚监测站与坡顶监测站的测量值进行差分得到坡脚监测站相对于坡顶监测站的向量的变化；S03、通过检测坡脚监测站相对于坡顶监测站的向量的变化判定滑体是否发生滑动。以解决现有技术劳动强度高、受人为因素地形因素和气候环境影响大、作业周期长、作业成本高、耗费时间长或初始化时间长的问题。

说明书

技术领域

本发明涉滑坡监测技术领域，尤其涉及一种不依靠参考站的新型滑坡监测方法及装置。

背景技术

滑坡通常是指斜坡岩土沿着贯通的剪切面所发生的地质位移现象，是一种广泛分布且十分具有危害性的地质灾害，严重威胁人类的生命财产安全。为了减轻滑坡这种危害巨大的地质灾害带来的损失，人们很早就尝试了各种滑坡监测方法。随着普适型接收机的设计。监测站快速部署、低成本、高精度/可靠性等要求不断提高，目前的监测方式还存在部分问题。现有的滑坡监测技术主要存在以下几种：

1、传统方式：主要依靠经纬仪、水准仪、测距仪等传统仪器的监测方式，缺点是人工作业劳动强度高，具有受人为因素、地形通视和气候环境条件影响大，作业周期长等缺点；

2、GPS RTK技术：将GPS RTK技术用于滑坡变形监测，只要观测条件良好，即基准站和流动站同步观测到的GPS卫星数足够且RTK系统的无线电数据传输系统(数据链)能够正常工作，RTK监测技术就能取得不错的测量精度。但是对于滑坡这种大范围、缓变型的地质灾害而言，采取这种方式需要多台GPS接收机按规定的时段进行同步观测，还需要对基准站进行精心选址、布设，作业成本较高，所耗费的时间也比较长；

3、GPS精密单点定位(PPP)技术：GPS精密单点定位(PPP)技术的出现，使得能够在全球范围内利用单台接收机进行高精度静态和动态定位，为滑坡地质灾害的高精度监测提供了一种较好的解决思路。但是PPP定位技术需要的初始化时间仍然较长，定位结果在大约2小时之后才能收敛。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的是提供一种不依靠参考站的新型滑坡监测方法及装置。

本发明的技术方案是：一种不依靠参考站的新型滑坡监测方法，所述方法包括：

S01、在滑体的坡顶设置坡顶监测站，在滑体的坡脚设置坡脚监测站；

S02、将坡脚监测站与坡顶监测站的测量值进行差分得到坡脚监测站相对于坡顶监测站的向量的变化；

S03、通过检测坡脚监测站相对于坡顶监测站的向量的变化判定滑体是否发生滑动。

进一步地，所述向量为速度。

进一步地，所述通过检测坡脚监测站相对于坡顶监测站的向量的变化判定滑体是否发生滑动包括：在滑体的坡顶设立PPP监测站，在判断向量的变化前先判断PPP监测站速度，通过精密单点定位技术跟踪PPP监测站的速度场，如果PPP监测站的速度的模大于第一阈值A且向量的变化的模大于第二阈值B则判断滑体发生滑动，如果PPP监测站的速度的模大于第一阈值A且向量的变化的模小于等于第二阈值B则判断滑体发生滑动，如果PPP监测站的速度的模小于第一阈值A且向量的变化的模大于第二阈值B则判断滑体发生滑动，如果PPP监测站的速度的模小于等于第一阈值A且向量的变化的模小于第二阈值B则判断滑体未发生滑动。

一种不依靠参考站的新型滑坡监测装置，包括：

坡顶监测站，所述坡顶监测站设置在滑体坡顶；

坡脚监测站，所述坡脚监测站设置在滑体坡脚；

处理器，所述处理器与坡顶监测站电连接，处理器与坡脚监测站电连接。

进一步地，还包括：

PPP监测站，所述PPP监测站设置在滑体坡顶，PPP监测站通过精密单点定位技术跟踪PPP监测站的速度，参考点与PPP监测站电连接。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明通过坡顶监测站与坡脚监测站RTK相互解算实现监测滑体坡脚相对于坡顶向量的变化，当监测出向量变化，便可判定滑体发生滑动，相比传统方式，只需固定两个监测站，无需手动操作，便可得到结果，劳动强度低，受人为因素、气候因素和地形因素影响低，作业周期更短；相比GPS RTK技术，无需设置多台GPS接收机，无需基准站，作业成本低，耗费时间也短；相比GPS精密单点定位技术，本发明坡顶监测站与坡脚监测站通过RTK相互解算实现监测滑体坡脚相对于坡顶向量的变化，初始化时间更短。

附图说明

图1为本发明实施实例1的滑坡监测示意图；

图2为本发明实施实例1的流程图；

图3为本发明实施实例2的结构框图；

图中：1地面线、2滑床、3滑动面、4滑体、5坡顶监测站，6坡脚监测站、7PPP监测站、8处理器。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：

滑坡活动最初为蠕动阶段，即变形阶段。此阶段表现为斜坡的坡肩附近以及坡体某些部位出现拉张裂缝，坡体内局部剪切破坏面亦出现，并向贯通性的滑面方向发展。蠕动阶段的持续时间与斜坡中应力集中和分异的速度以及外力作用的强度有关，一般持续时间较长。

因为不同种类滑坡的特征、发生和发展演化的规律各有不同，对滑坡作用的各种环境和现象特征以及产生滑坡的各种因素进行概括，可以对滑坡进行分类。以按照滑面与岩层层面的关系分类，可以分为无层(均质)滑坡、顺层滑坡和切层滑坡三类。

(1)无层(均质)滑坡：这是发生在均质、无明显层理的岩土体中的滑坡。滑动面不受层面控制，一般呈圆弧状。

(2)顺层滑坡：沿层面发生滑动的滑坡。顺层滑坡的滑动面形态视岩层面的情况而定，可以是平直的，也可以是圆弧状或折现状的。

(3)切层滑坡：滑动面切过岩层面的滑坡。滑动面一般呈圆弧状或对数螺旋曲线。

首先因为滑坡活动主要取决于滑动面的特征以及外力作用的方式和强度，由上可知滑坡的滑动面一般呈圆弧状，所以滑坡的坡顶与坡脚处的滑动速度一般不同。针对滑坡的这个特点，发明人对滑坡监测提出了一种新方法。

实施例1：参考图1至图2，一种不依靠参考站的新型滑坡监测方法，该方法包括：S01、在滑体4的坡顶设置坡顶监测站5，在滑体4的坡脚设置坡脚监测站6；

S02、将坡脚监测站6与坡顶监测站5的测量值进行差分得到坡脚监测站6相对于坡顶监测站5的向量的变化；

S03、通过检测坡脚监测站6相对于坡顶监测站5的向量的变化判定滑体4是否发生滑动。

当滑体4发生滑动时，滑体4的坡顶与坡脚处的滑动速度一般不同，通过坡顶监测站5与坡脚监测站6RTK相互解算，对坡脚监测站6测量出的速度向量

进一步地，所述向量为速度。

进一步地，所述通过检测坡脚监测站6相对于坡顶监测站5的向量的变化判定滑体4是否发生滑动包括：在滑体4的坡顶设立PPP监测站7，在判断向量的变化前先判断PPP监测站7速度，通过精密单点定位技术跟踪PPP监测站7的速度场，如果PPP监测站7的速度的模大于第一阈值A且向量的变化的模大于第二阈值B则判断滑体4发生滑动，如果PPP监测站7的速度的模大于第一阈值A且向量的变化的模小于等于第二阈值B则判断滑体4发生滑动，如果PPP监测站7的速度的模小于第一阈值A且向量的变化的模大于第二阈值B则判断滑体4发生滑动，如果PPP监测站7的速度的模小于等于第一阈值A且向量的变化的模小于第二阈值B则判断滑体4未发生滑动。这里的第一阈值A可以是0，第二阈值B也可以是0。

为防止坡顶与坡脚的监测站运动时相对静止或运动速度几乎相同的极端现象出现，可以使用精密单点定位(PPP)技术辅助监测。通过PPP监测站7跟踪坡顶某个“参考点”，得到其速度场模型作为参考，以杜绝该种误判。另外，这里以该速度场模型作为参考值，其值有一个整体的趋势即可，解算速率可以非常缓慢，滑体4的滑动判断仍然靠坡顶监测站5和坡脚监测站6RTK互相解算实现。

实施例2：参考图1和图2，一种不依靠参考站的新型滑坡监测装置，包括：坡顶监测站5，所述坡顶监测站5设置在滑体4坡顶；坡脚监测站6，所述坡脚监测站6设置在滑体4坡脚；处理器8，所述处理器8与坡顶监测站5无线电或网线连接，处理器8与坡脚监测站6无线电或网线连接。这里的处理器8可以是具有逻辑运算和数据存储功能的通用电脑，也可以是服务器。

坡顶监测站5与坡脚监测站6RTK相互解算，对坡脚监测站6测量出的速度向量

在一个可选的实施方式中，还包括：PPP监测站7，所述PPP监测站7设置在滑体4坡顶，PPP监测站7通过精密单点定位技术跟踪PPP监测站7的速度，参考点与PPP监测站7无线电或网线连接。

为防止坡顶与坡脚的监测站运动时相对静止或运动速度几乎相同的极端现象出现，可以使用精密单点定位(PPP)技术辅助监测。通过PPP监测站7跟踪坡顶某个“参考点”，得到其速度场模型作为参考，以杜绝该种误判。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。