整理華測滑坡監(jiān)測系統(tǒng)

1、華測GPS滑坡監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案書您*則H LJ A IZ： E： 振興中華測繪天下 上海華測導航技術(shù)有限公司2013年5月目錄第一部分 GPS 自動化監(jiān)測系統(tǒng)概述 4.1 GPS 自動化監(jiān)測系統(tǒng)概述 4.1.1 GPS 自動化監(jiān)測系統(tǒng)工作原理 4.1.2 傳統(tǒng)監(jiān)測手段與GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)勢 51.2.1 傳統(tǒng)監(jiān)測手段 5.1.2.2 GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)缺點 51.2.3 總結(jié)7.1.3 華測GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用實例 71.3.1拉西瓦水電站果卜滑坡體 GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng) 71.3.2東海大橋GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)91.3.3 甕福磷礦尾礦庫監(jiān)測系統(tǒng) 1.01.3.4 黑岱溝露天煤

2、礦邊坡監(jiān)測系統(tǒng) 1. 11.3.5 華測歷史監(jiān)測項目 1.2第二部分 項目概況及設(shè)計原則 1.42 工程概況 1.4.3 監(jiān)測目的和任務(wù) 1.4.4 監(jiān)測設(shè)計的原則和依據(jù) 1.44.1 監(jiān)測設(shè)計原則 1.54.2 監(jiān)測技術(shù)依據(jù) 1.65 監(jiān)測內(nèi)容和技術(shù)要求 1.6.5.1 監(jiān)測具體內(nèi)容 1.65.2 監(jiān)測技術(shù)要求 1.75.3 監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)指標 1.7第三部分 系統(tǒng)整體設(shè)計 1.8.6 硬件系統(tǒng) 1.8.6.1 傳感器子系統(tǒng) 1.96.1.1 GPS 參考站206.1.2 GPS 監(jiān)測站256.2 數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng) 2.86.3 輔助支持系統(tǒng) 2.96.3.1 配電及UPS系統(tǒng) 296.3.2

3、 防雷系統(tǒng)3.2.6.3.3 外場機柜 3.5.6.3.4 綜合布線 3.6.6.4 數(shù)據(jù)處理與控制子系統(tǒng) 3.66.4.1 機房建設(shè) 3.6.6.4.2 存儲及處理系統(tǒng) 3.87 軟件系統(tǒng) 3.9.7.1 軟件系統(tǒng)功能 3.97.2 軟件系統(tǒng)模塊 4.07.2.1 數(shù)據(jù)處理模塊 4.0722基于B/S與C/S架構(gòu)用戶顯示軟件 578 產(chǎn)品選型 6.1.8.1 華測單頻X300M接收機 618.2 GPRS 模塊628.3 配電設(shè)備 6.3.8.4 防雷相關(guān)設(shè)備 6.58.4.1 天饋浪涌保護器 6.58.4.2 單項電源避雷器 6.68.4.3 避雷針6.7.8.4.4 同軸電纜 6.8.8

4、.4.5 外場機柜 6.8.8.5 天線罩 6.9.8.6 觀測墩 7.0.第一部分GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)概述1 GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)概述1.1 GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)工作原理全球定位系統(tǒng)（global positioning system,縮寫為GPS,是美國國防部于1973 年11月授權(quán)開始研制的海陸空三軍共用的新一代衛(wèi)星導航系統(tǒng)。GPS由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機 3部分組成。經(jīng)過20多年的研究和試驗，整個 系統(tǒng)于1994年完全投入使用。在地球上任何位置、任何時刻 GPS可為各類用戶 連續(xù)地提供動態(tài)的三維位置、三維速度和時間信息，實現(xiàn)全球、全天候的連續(xù)實 時導航、定位和授時。目前、G

5、PS已在大地測量、精密工程測量、地殼形變監(jiān)測、 石油勘探等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。具體定位原理如下圖:圖1-1 GPS差分示意圖通過近十多年的實踐證明，利用 GPS定位技術(shù)進行精密工程測量和大地測 量，平差后控制點的平面位置精度為 1mm2mm,高程精度為2mm3mm。應(yīng) 該說：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：用幾 臺GPS接收機，由人工定期到監(jiān)測點上觀測，對數(shù)據(jù)實施處理后進行變形分析 與預報；在監(jiān)測點上建立無人值守的 GPS觀測系統(tǒng)，通過軟件控制，實現(xiàn)實 時監(jiān)測解算和變形分析、預報。但由于每個監(jiān)測點

6、上都需要安裝 GPS接收機，對于本監(jiān)測系統(tǒng)就需要幾十臺 GPS 接收機，僅購買接收機就需幾百萬元，致使監(jiān)測系統(tǒng)的費用非常昂貴。 為此、我們根據(jù)現(xiàn)場的實際情況選用“一機多天線”技術(shù)，即幾個監(jiān)測點共用一 臺主機，這樣可以大大節(jié)省投資費用。1.2 傳統(tǒng)監(jiān)測手段與 GPS 自動化監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)勢1.2.1 傳統(tǒng)監(jiān)測手段常規(guī)變形監(jiān)測技術(shù)包括采用經(jīng)緯儀、 水準儀、測距儀、 全站儀等常規(guī)測量儀 器測定點的變形值，其優(yōu)點是： （1）能夠提供變形體整體的變形狀態(tài)； （2）適用 于不同的監(jiān)測精度要求、 不同形式的變形體和不同的監(jiān)測環(huán)境； （3）可以提供絕 對變形信息。但外業(yè)工作量大，布點受地形條件影響，不易實現(xiàn)自動化

7、監(jiān)測。特 殊測量手段包括應(yīng)變測量、 準直測量和傾斜測量， 它具有測量過程簡單、 可監(jiān)測 變形體內(nèi)部的變形、 容易實現(xiàn)自動化監(jiān)測等優(yōu)點， 但通常只能提供局部和相對的 變形信息。攝影測量技術(shù)包括地面攝影測量技術(shù)和航空攝影測量技術(shù)。近 10 余年來， 近景攝影測量在隧道、橋梁、大壩、滑坡、結(jié)構(gòu)工程及高層建筑變形監(jiān)測等方面 得到了應(yīng)用，其監(jiān)測精度可達 mm 級。與其他變形監(jiān)測技術(shù)相比較， 近景攝影測 量的優(yōu)點是：（ 1）可在瞬間精確記錄下被攝物體的信息及點位信息； （2）可用于 規(guī)則、不規(guī)則或不可接觸物體的變形監(jiān)測； （ 3）相片上的信息豐富、客觀又可長 久保存，有利于進行變形的對比分析； （4）監(jiān)測

8、工作簡便、快速、安全。但攝影 距離不能過遠， 且大多數(shù)的測量部門不具備攝影測量所需的儀器設(shè)備， 攝影測量 技術(shù)在變形監(jiān)測中應(yīng)用尚不普及。1.2.2 GPS 自動化監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)缺點1、 優(yōu)點利用 GPS 定位技術(shù)進行滑坡等地質(zhì)災害監(jiān)測時具有下列優(yōu)點：1）測站間無需保持通視：由于 GPS 定位時測站間不需要保持通視，因而可 使變形監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè)更為自由、 方便?？墒÷栽S多中間過渡點 （采用常規(guī)大地測 量方法進行變形監(jiān)測時， 為傳遞坐標經(jīng)常要設(shè)立許多中間過渡點） ，且不必建標，從而可節(jié)省大量的人力物力2) 可同時測定點的三維位移：采用傳統(tǒng)的大地測量方法進行變形監(jiān)測時， 平面位移通常是用方向交匯， 距離

9、交匯， 全站儀極坐標法等手段來測定； 而垂直 位移一般采用精密水準測量的方法來測定。 水平位移和垂直位移的分別測定增加 了工作量。且在山區(qū)等地進行崩滑地質(zhì)災害監(jiān)測時， 由于地勢陡峻， 進行精密水 準測量也極為困難。 改用三角高程測量來測定垂直位移時， 精度不夠理想。 而利 用 GPS 定位技術(shù)來進行變形時則可同時測定點的三維位移。由于我們關(guān)心的只 是點位的變化， 故垂直位移的監(jiān)測完全可以在大地高系統(tǒng)中進行。 這樣就可以避 免將大地高轉(zhuǎn)換為正常高時由于高程異常的誤差而造成的精度損失。雖然采用 GPS 定位技術(shù)來進行變形監(jiān)測時，垂直位移的精度一般不如水平位移的精度好， 但采取適當措施后仍可滿足要求

10、。3) 全天候觀測： GPS 測量不受氣候條件的限制，在風雪雨霧中仍能進行觀 測。這一點對于汛期的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災害監(jiān)測是非常有利的。4) 易于實現(xiàn)全系統(tǒng)的自動化： 由于 GPS 接收機的數(shù)據(jù)采集工作是自動進行 的，而且接收機又為用戶預備了必要的入口，故用戶可以較為方便地把 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)。 這種系統(tǒng)不但可保證長期連續(xù) 運行，而且可大幅度降低變形監(jiān)測成本，提高監(jiān)測資料的可靠性。5) 可以獲得 mm 級精度： mm 級的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)正因為GPS 定位技術(shù)具有上述優(yōu)點， 因而

11、在滑坡、 崩塌、泥石流等地質(zhì)災害的監(jiān)測中得到了廣泛的應(yīng) 用，成為一種新的有效的監(jiān)測手段。2、 缺點利用 GPS 定位技術(shù)進行地質(zhì)災害監(jiān)測時也存在一些不足之處，主要表現(xiàn)在 點位選擇的自由度較低：為保證 GPS測量的正常進行和定位精度，在 GPS測量 規(guī)范中對測站周圍的環(huán)境作出了一系列的規(guī)定。如測站周圍高度角15°以上不允許存在成片的障礙物；測站離高壓線、變壓器、無線電臺、電視臺、微波中繼站 等信號干擾物和強信號源有一定的距離 (例如200400m)；測站周圍也不允許有 房屋、圍墻、廣告牌、山坡、大面積水域等信號反射物，以避免多路徑誤差。但 在崩滑體的變形監(jiān)測中上述要求往往難以滿足， 因

12、為監(jiān)測點的位置通常是由地質(zhì) 人員根據(jù)滑坡、 斷層的地質(zhì)構(gòu)造和受力情況而定， 有時又要考慮利用老的觀測墩 和控制點。測量人員的選擇余地不大，從而使不少變形監(jiān)測點的觀測條件欠佳。1.2.3 總結(jié)從上面分析可得，利用 GPS 進行變形監(jiān)測的優(yōu)點要遠遠大于缺點的制約， 所以說： GPS 技術(shù)的應(yīng)用給測量技術(shù)帶來了一場深刻的革命。 據(jù)資料介紹， 國外 從20世界80年代開始用GPS進行變形監(jiān)測。從90年代以來，世界上許多國家 紛紛布設(shè)地殼運動 GPS 監(jiān)測網(wǎng)，為地球動力學和地震與火山噴發(fā)預報服務(wù)。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

13、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。 1995 年1月17日，在日本阪神 7.2級大地震后，該系統(tǒng)在進行快速、準確、精細地 監(jiān)測與分析地殼運動方面起到了很大作用。1.3 華測 GPS 自動化監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用實例1.3.1 拉西瓦水電站果卜滑坡體 GPS 自動化監(jiān)測系統(tǒng)拉西瓦水電站水庫當?shù)丨h(huán)境干燥，常年大風，滑坡體表層巖石與土層夾雜。 由于常年大風，

14、風化現(xiàn)象還是比較嚴重，該地區(qū)雨水狀況不多，有凍土情況，在 凍土融化和雨水較多時， 易產(chǎn)生滑坡災害。 本項目根據(jù)果卜滑坡體的地貌特征及 監(jiān)測區(qū)共包括 5個滑坡斷面： 2號梁、3號梁、4號梁、5號梁和雙黃梁。目前整 個果卜變形體共布置20個GPS自動化監(jiān)測點，每個梁體分布四個監(jiān)測點，在后 部山體布有2個GPS基站點，如下圖所示；本監(jiān)測系統(tǒng)采用了華測生產(chǎn)的高性價比 X60M GPS接收機，可以保證穩(wěn)定的 高質(zhì)量信號數(shù)據(jù)，在野外惡劣的自然環(huán)境條件下，能夠24小時不間斷的采集和傳輸數(shù)據(jù)，與GPSenso嗽件能實現(xiàn)實時的無縫連接。果卜滑坡體監(jiān)測系統(tǒng)采用 雙基站，兩個基站形成一條基線，共同參與解算，提高了精

15、度和系統(tǒng)的可靠性。軟件方面采用了專門針對形變監(jiān)測而設(shè)計的 GPSe nsor軟件，同時對安放在 目標設(shè)施上的20個GPS監(jiān)測點的數(shù)據(jù)進行實時位置解算。在本次滑坡體監(jiān)測中， 采用了精度最高，解算最穩(wěn)定的 Static Strategy模型，從而達到軟件跟應(yīng)用需 要的最佳匹配。并通過控制中心進行遠程操作，對許多的不同目標點進行監(jiān)測。拉西瓦水電站滑坡形變GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)能及時監(jiān)測滑坡體在一段時間 內(nèi)的沉降位移和水平位移，顯示位移分析圖表。當位移發(fā)生突變或有增大趨勢時， 系統(tǒng)能自動報警。1.5小時的GPS觀測數(shù)據(jù)解算的水平中誤差能達到或優(yōu)于 3mm，垂直中誤差能達到或優(yōu)于5mm。系統(tǒng)能夠分析、解讀

16、滑坡體變形監(jiān)測數(shù) 據(jù)，做出各級單項報警，為監(jiān)測中心管理者提供決策依據(jù)。同時，能夠根據(jù)滑坡 體變形等數(shù)據(jù)的變化，綜合分析滑坡體的安全穩(wěn)定性，給出必要的預報，提前采 取相應(yīng)的措施，確保水電站的安全運行。1.3.2 東海大橋 GPS 自動化監(jiān)測系統(tǒng)東海大橋起始于上海南匯區(qū)蘆潮港，北連滬蘆高速公路，南跨杭州灣北部海 域，直達浙江嵊泗縣小洋山島，全長 32.5 公里。本GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)于2006年建成投入使用，系統(tǒng)分別由1個參考站和 8個監(jiān)測站組成。參考站設(shè)在附近顆珠山基巖上；主航道斜拉橋設(shè)3 個監(jiān)測站，梁橋塔頂各設(shè) 1 個，跨中橋面各設(shè) 1 個；顆珠山斜拉橋設(shè) 5 個監(jiān)測站， 4個塔頂 各設(shè)一個，

17、跨中橋面設(shè) 1 個。數(shù)據(jù)傳輸采用先進的光纖數(shù)據(jù)傳輸方式，與GPS系統(tǒng)常用的數(shù)傳電臺通訊方 式比較，一方面提高了系統(tǒng)的通訊可靠性，另一方面提高了數(shù)據(jù)傳輸速度?？刂浦行呐鋫鋬膳_服務(wù)器，一臺用于設(shè)備控制，另一個臺用于數(shù)據(jù)分析和圖 形處理，以及終端服務(wù)。 結(jié)合專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件， 實時對數(shù)據(jù)進行分析和圖形 處理。經(jīng)過近三年的連續(xù)運行，東海大橋?qū)崟r GPS形變監(jiān)測系統(tǒng)運行可靠，穩(wěn)定。 期間分別多次進行對比測試， 實測監(jiān)測數(shù)據(jù)與其它傳感器監(jiān)測結(jié)果進行比較互差 都在 1cm 以內(nèi)；在此期間也分析了荷載試驗對橋梁結(jié)構(gòu)的影響、分析了臺風影 響下的形變情況、橋中跨 24 小時受溫度影響的情況、地震前后的橋梁的變化

18、情 況等。比較的結(jié)果表明，GPS數(shù)據(jù)處理軟件的精度達到了毫米級的精度，大橋的形變情況符合事實。圖1-2東海大橋監(jiān)測系統(tǒng)1.3.3甕福磷礦尾礦庫監(jiān)測系統(tǒng)貴州省福泉市擁有豐富的礦產(chǎn)資源，工業(yè)發(fā)展迅猛。甕福（集團）有限責任 公司是集磷礦采選、磷復肥、磷煤化工、氟碘化工生產(chǎn)、科研、貿(mào)易為一體的國 有大型磷化工企業(yè)，年產(chǎn)磷礦石 450萬噸、磷酸90萬噸、硫酸200萬噸、磷復 肥250萬噸。甕福磷礦尾礦庫的安全穩(wěn)定在礦山的安全生產(chǎn)和環(huán)境保護中具有十 分重要的意義。本監(jiān)測系統(tǒng)分別包括翁福磷礦尾礦庫及渣場的堆積壩和邊坡的位移監(jiān)測，共設(shè)計了 2個參考站由于本系統(tǒng)所監(jiān)測的兩個區(qū)域比較遠，所以參考站是相對獨立的 和

19、 20個監(jiān)測點，同時采用華測X60M GPS監(jiān)測專用接收機及 一機多天線技術(shù)，另外、由于供電來源于幾個不同的自然村， 存在隨時斷電的可 能，所以系統(tǒng)在實施時增加了加電自動開始數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送、解算等功能。本GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)采用準實時自動解算的功能，系統(tǒng) 24小時不間斷準 實時解算出各監(jiān)測點三維坐標由于業(yè)主要求，本系統(tǒng)解算每個監(jiān)測點的周期為2分鐘，所以在一定程度上影響監(jiān)測結(jié)果的精度,解算精度平面為5mm高程為8mm。同時系統(tǒng) 自動分析出邊坡及邊坡的變化規(guī)律， 從而做到了及時預警，消除事故隱患，為尾礦庫管理者提供了決策依據(jù)，確保了尾礦庫的安全運行圖1-3甕福磷礦尾礦庫監(jiān)測系統(tǒng)1.3.4黑岱溝露

20、天煤礦邊坡監(jiān)測系統(tǒng)露天煤礦在生產(chǎn)過程中，隨著煤層的不斷被開采挖掘，礦坑會不斷的加深加 陡，邊坡會越來越突出。露天煤礦邊坡變形及滑坡對安全生產(chǎn)的影響是造成局部 或全礦停產(chǎn)、人員傷亡、設(shè)備毀壞和地面建筑破壞等。黑岱溝露天煤礦監(jiān)測系統(tǒng)采用華測雙頻 X60M監(jiān)測專用接收機，通過無線 網(wǎng)橋的方式實時傳輸GPS原始數(shù)據(jù)到控制中心，控制中心準實時（解算周期為3 小時一次）解算出各監(jiān)測點三維坐標，解算精度為平面優(yōu)于3mm,高程優(yōu)于5mm， 數(shù)據(jù)分析軟件實時分析各監(jiān)測點變化規(guī)律，同時本系統(tǒng)增加了內(nèi)部位移監(jiān)測手 段，數(shù)據(jù)分析軟件結(jié)合 GPS監(jiān)測數(shù)據(jù)對不同深度內(nèi)部位移的監(jiān)測結(jié)果也進行實 時分析，并有效、及時做到報警

21、，從而對邊坡的穩(wěn)定性作出分析，對于傳統(tǒng)的監(jiān) 測手段節(jié)省了大量的人力、財力和物力，也實現(xiàn)了自動化監(jiān)測目的。軟件系統(tǒng)具 有可擴展性，為升級留有很大空間，兼容其他系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)。圖1-4黑岱溝露天煤礦邊坡監(jiān)測系統(tǒng)1.3.5華測歷史監(jiān)測項目吉林夾皮溝尾礦庫在線監(jiān)測上海東海大橋健康在線監(jiān)測吉林海溝金礦六大系統(tǒng)江蘇潤揚大橋健康在線監(jiān)測遼寧本溪歪頭山尾礦庫在線監(jiān)測武漢陽邏大橋健康在線監(jiān)測遼寧東鞍山尾礦庫在線監(jiān)測上海長江隧橋健康在線監(jiān)測遼寧鳳城首鋼硼鐵尾礦庫庫在線監(jiān)測上海閔浦大橋健康在線監(jiān)測遼寧弓長嶺尾礦庫在線監(jiān)測上海閔浦一橋健康在線監(jiān)測遼寧風水溝尾礦庫在線監(jiān)測陜西黃河大橋健康在線監(jiān)測黑龍江達連河露天礦邊坡在線

22、監(jiān)測寧波五路四橋健康在線監(jiān)測遼寧中煤龍華達連河露天礦邊坡自動滬蓉西公路大橋健康在線監(jiān)測化監(jiān)測青島海灣大橋健康在線監(jiān)測內(nèi)蒙古黑岱溝露天煤礦排矸場自動化浙江新昌滑坡在線監(jiān)測監(jiān)測湖北秭歸滑坡在線監(jiān)測內(nèi)蒙古黑岱溝露天煤礦排土場自動化重慶開縣滑坡在線監(jiān)測監(jiān)測陜西略陽滑坡在線監(jiān)測內(nèi)蒙古大唐錫林浩特露天煤礦自動化貴州大方滑坡在線監(jiān)測監(jiān)測重慶奉節(jié)滑坡在線監(jiān)測貴州甕福磷在線監(jiān)測廣州云浮硫鐵礦在線監(jiān)測河南上街鋁礦尾礦庫在線監(jiān)測湖北荊岳大橋健康監(jiān)測河南鶴壁尾礦庫在線監(jiān)測湖北鄂東大橋健康監(jiān)測廣州云浮硫鐵礦尾礦庫在線監(jiān)測武漢軍山大橋健康.監(jiān)測河南平頂山姚孟灰?guī)煸诰€監(jiān)測 四川西昌會理尾礦庫在線監(jiān)測 河南楊家灣尾礦庫在線監(jiān)

23、測 河南森達源尾礦庫在線監(jiān)測 河南雙河鑫尾礦庫在線監(jiān)測 河南平頂山姚尾礦庫在線監(jiān)測 河南算子溝尾礦庫在線監(jiān)測 河南牛家溝尾礦庫在線監(jiān)測 河南洛陽龍溝礦業(yè)娘娘溝尾礦庫在線監(jiān)測河南洛陽金源礦業(yè)水凹溝尾礦庫在線 監(jiān)測河南洛陽金牛礦業(yè)小雙溝尾礦庫在線 監(jiān)測河南洛陽九揚礦業(yè)爐場溝尾礦庫在線 監(jiān)測河南洛陽牛鑫垛礦業(yè)張胡子溝尾礦庫 庫在線監(jiān)測河南洛陽富川礦業(yè)寺院尾礦庫在線監(jiān) 測河南洛陽眾鑫礦業(yè)北溝尾礦庫在線監(jiān)測河南洛陽坤宇礦業(yè)疼痛溝尾礦庫在線 監(jiān)測河南欒川天罡鉑礦尾礦庫在線監(jiān)測 河南洛寧七里坪金礦尾礦庫在線監(jiān)測安徽瑯琊山銅礦尾礦庫在線監(jiān)測 山西博華大同銀礦尾礦庫在線監(jiān)測 河南欒川天罡鉬礦尾礦庫在線監(jiān)測 河南

24、洛寧七里坪金礦尾礦庫在線監(jiān)測 河北懷來宏達礦業(yè)狐貍溝尾礦庫在線 監(jiān)測山西代縣鑫盛尾礦庫在線監(jiān)測四川攀枝花鹽邊鑫茂鐵精粉尾礦庫在 線監(jiān)測安徽銅陵冬瓜山銅礦沉降自動化監(jiān)測 青海拉西瓦水電站滑坡自動化監(jiān)測 甘肅苗家壩水電站滑坡自動化監(jiān)測 四川福堂水電站滑坡自動化監(jiān)測 云南小龍?zhí)堵短烀旱V自動化監(jiān)測 浙江新昌滑坡自動化監(jiān)測 湖北秭歸滑坡自動化監(jiān)測 重慶開縣滑坡自動化監(jiān)測 陜西略陽滑坡自動化監(jiān)測 貴州大方滑坡自動化監(jiān)測 重慶奉節(jié)滑坡自動化監(jiān)測內(nèi)蒙古伊敏河露天礦邊坡自動化監(jiān)測 上海東海大橋健康監(jiān)測 江蘇潤揚大橋健康監(jiān)測 武漢陽邏大橋健康監(jiān)測 上海長江隧橋健康監(jiān)測 上海閔浦大橋健康監(jiān)測 上海閔浦二橋健康監(jiān)測

25、陜西黃河大橋健康監(jiān)測 寧波五路四橋健康監(jiān)測 滬蓉西公路大橋健康監(jiān)測 青島海灣大橋健康監(jiān)測 貴州壩陵河大橋健康監(jiān)測 安徽銅陵長江大橋健康監(jiān)測 廣東平勝大橋健康監(jiān)測 江西洪都大橋健康監(jiān)測 湖北荊岳大橋健康監(jiān)測 湖北鄂東大橋健康監(jiān)測 武漢軍山大橋健康監(jiān)測 河北邢臺西郝莊沉降自動化監(jiān)測 安徽銅陵冬瓜山銅礦沉降自動化監(jiān)測 山西博華大同銀礦尾礦庫在線監(jiān)測 四川西昌會理尾礦庫在線監(jiān)測表1-1華測歷史監(jiān)測項目列表注：除上述已建設(shè)完成的大型監(jiān)測項目外、近兩年做的大型的項目還包括已完成和在建中的監(jiān)測項目。第二部分 項目概況及設(shè)計原則2 工程概況對于本監(jiān)測系統(tǒng)我們采用GPS實時監(jiān)測公路邊坡的三維位移。3 監(jiān)測目的和

26、任務(wù)隨著大壩的建設(shè)，大壩主體邊坡的安全穩(wěn)定關(guān)系著整個項目的安全與下游人 民財產(chǎn)的安全。監(jiān)測的主要任務(wù)是：1、針對邊坡表面建立的多個監(jiān)測點監(jiān)測，結(jié)合內(nèi)部觀測傳感器，建立較完 整的監(jiān)測剖面和監(jiān)測網(wǎng)，使之成為系統(tǒng)化、立體化的變形監(jiān)測系統(tǒng)；2、及時快速的對邊坡表部變形現(xiàn)狀做出評價，掌握大壩在蓄水等各種狀態(tài) 下的變化規(guī)律；3、建立長期監(jiān)測系統(tǒng)，對邊坡變形進行分析研究，為同類工程積累經(jīng)驗， 豐富理論。監(jiān)測應(yīng)達到以下目的：1、形成立體監(jiān)測網(wǎng)；2、監(jiān)測邊坡的變形動態(tài)，對其發(fā)展趨勢做出預測預報；3、對比評價不同條件下及不同監(jiān)測手段的監(jiān)測數(shù)據(jù)，進一步預測邊坡變形 的趨勢，指導場地規(guī)劃建設(shè)。4 監(jiān)測設(shè)計的原則和依據(jù)

27、華測GPS變形監(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。 本監(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)，遵循以下設(shè)計原則和依據(jù)。4.1監(jiān)測設(shè)計原則1、建立高精度的GPS監(jiān)測網(wǎng)（本系統(tǒng)采取1個GPS1續(xù)運行觀測站），以高精度GPS基準監(jiān)測站為基準，在整個碧流河水庫大壩區(qū)域建設(shè)GPS監(jiān)測觀測點，與其它監(jiān)測手段相結(jié)合的原則，形成立體化監(jiān)測系統(tǒng)。及時測定和預報邊坡的位 移等變化情況，并為長期穩(wěn)定性預測研究提供資料。2、GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)具備完全自動

28、化、數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定可靠，所有系統(tǒng) 綜合分析評價科學快捷，所得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)及結(jié)果應(yīng)能夠邊坡變形預測預報提供 依據(jù)。3、高精度GPS空制網(wǎng)要定時和國際IGS網(wǎng)聯(lián)測3,然后通過GAMIT或Bernese 軟件解算，采用同濟大學或者武漢大學專用平差軟件進行平差， 聯(lián)測周期為每年 一次，在系統(tǒng)建成初期，聯(lián)測周期可適當縮短。4、科學合理性原則監(jiān)控對象的選取有科學和法律依據(jù)，尤其符合相關(guān)安全規(guī)程和規(guī)定，是必要的；監(jiān)控手段的選取有高科技含量，是先進的；監(jiān)控效果準確有效。5、經(jīng)濟實用性原則凡是需要較大投入的監(jiān)控項目都是需要經(jīng)常使用的；凡是原系統(tǒng)已具備的功能或結(jié)構(gòu)裝置，只要準確有效，都采用系統(tǒng)整合的方法加以利用，相

29、互配合；所有涉及的技術(shù)手段，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。6、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)通用的標準格式，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)支持其它監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)分析、支持人工巡檢記錄等。4.2監(jiān)測技術(shù)依據(jù)本系統(tǒng)建設(shè)方案設(shè)計嚴格遵循以下相關(guān)規(guī)范:名稱編號批準單位年份崩塌、滑坡、泥石流監(jiān)測規(guī)范DZ/T0221-2006國土資源部全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范CH2001國家測繪局全球疋位系

30、統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程CJJ 73-97中國建設(shè)部1997精密工程測量規(guī)范GB/T 15314-94國家技術(shù)監(jiān)督局1994-12-22建筑變形測量規(guī)程JGJ/T8-97國家一、二等水準測量規(guī)范GBI2897-91國家三、四等水準測量規(guī)范GB12898-91工程測量規(guī)范GB50026-93UNAVCOS準站建立規(guī)范國際UNAVC組織IGS基準站建立規(guī)范國際IGS委員會混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GBJ 10- 89建設(shè)部建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GB50057-94表4-1監(jiān)測執(zhí)行規(guī)范5監(jiān)測內(nèi)容和技術(shù)要求5.1監(jiān)測具體內(nèi)容本監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測的主要內(nèi)容是通過在大壩表面按設(shè)計要求在不同位置布置GPS監(jiān)測觀測點，在大壩右岸的穩(wěn)

31、定的山坡上布置一個GPS參考點，參考點和各監(jiān)測點的觀測數(shù)據(jù)通過高頻無線傳輸?shù)姆绞綄崟r傳輸?shù)娇刂浦行?，控制中心軟件準實時解算出各監(jiān)測點的三維坐標并保存到數(shù)據(jù)庫，最終通過數(shù)據(jù)分析軟件自動分析各監(jiān)測點的變化量、變化趨勢，并結(jié)合其它監(jiān)測設(shè)備對邊坡整體的穩(wěn)定性3具體聯(lián)測要求請參考 GPS測量規(guī)范進行分析。注：控制中心軟件采用多種模式同時解算，如：解算時間可同時設(shè)置為 1 小 時、3 小時、6 小時、12 小時、24小時等，這樣系統(tǒng)就可根據(jù)不同觀測時間和精 度要求獲取數(shù)據(jù)。5.2 監(jiān)測技術(shù)要求本GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)的具體技術(shù)要求為：1、參考站的位置選擇要遵守GPS參考站網(wǎng)技術(shù)規(guī)范，同時也要考慮服務(wù)的 對象

32、；2、各監(jiān)測點的選擇也必須遵守 GPS測量的要求，同時也要考慮監(jiān)測的任務(wù)、 周圍現(xiàn)有資源情況以及交通等情況；3、數(shù)據(jù)通訊采用高頻無線傳輸，供電系統(tǒng)要盡量利用現(xiàn)有資源；4、數(shù)據(jù)處理中心最好設(shè)立在專門的機房里，同時要具備面向公網(wǎng)的固定 IP 地址，從而便于系統(tǒng)的遠程管理與維護。5.3 監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)指標1、各監(jiān)測點的響應(yīng)時間一般為 6 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；2、各監(jiān)測點的6小時數(shù)據(jù)精度平面中誤差小于3mm、高程中誤差小于6mm；3、系統(tǒng)完全是自動運行，如數(shù)據(jù)自動傳輸、數(shù)據(jù)自動處理及自動網(wǎng)平差、 數(shù)據(jù)自動分析、自動報警及自動生成報表等。第三部分系統(tǒng)整體設(shè)計水庫大壩邊

33、坡GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分，女口 下圖所示為這個GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)圖。圖5-1 GPS自動監(jiān)測系統(tǒng)拓撲圖6硬件系統(tǒng)水庫大壩GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)總體可分為：傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)、輔助支持系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理與控制子系統(tǒng)四大部分組成。如下圖所示：水庫大壩GPS在線監(jiān)測系統(tǒng)硬件拓撲圖1、傳感器子系統(tǒng)：即由各 GPS監(jiān)測單元組成，負責碧流河水庫大壩邊坡位 移監(jiān)測點監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集；2、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)：負責傳感器系統(tǒng)所采集數(shù)據(jù)實時的傳輸?shù)娇刂浦行摹?具體的傳輸方式我們一般采用光纖、無線網(wǎng)橋等媒介，為了達到可靠、有效、穩(wěn)定我們將采用幾種方式并存，甚至為了解決距離遠、布

34、線麻煩等問題，我們也可 以采用架設(shè)無線基站的方式。3、 輔助支持系統(tǒng)：由監(jiān)測外場及監(jiān)控中心輔助整個邊坡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。4、數(shù)據(jù)處理與控制子系統(tǒng)：由布置在監(jiān)控中心的小型機系統(tǒng)、 服務(wù)器系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)組成。6.1傳感器子系統(tǒng)傳感器主要指監(jiān)測邊坡表面變形的 GPS參考站、監(jiān)測站及其輔助設(shè)備，各GPS接收機跟蹤觀測衛(wèi)星信號，并實時按照一定規(guī)律把所接收的衛(wèi)星信號變換成 電信號或其他信號并傳輸?shù)娇刂浦行?，以滿足信息的記錄、處理、控制等要求， 從而實現(xiàn)碧流河水庫邊坡的實時監(jiān)測目的。6.1.1 GPS 參考站河水庫大壩GPS監(jiān)

35、測系統(tǒng)設(shè)1個參考站作為位移監(jiān)測的基準框架。它長期連 續(xù)跟蹤觀測衛(wèi)星信號，通過數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)實時傳輸 GPS 觀測數(shù)據(jù)到控制中心， 并實時為各監(jiān)測站提供高精度的載波相位差分數(shù)據(jù)及起算坐標， 12 個連續(xù)運行 監(jiān)測站同樣實時的向數(shù)據(jù)中心傳輸數(shù)據(jù)，進行準動態(tài)差分。參考站分布在邊坡的右側(cè)，碧流河水庫邊坡 GPS參考站主要包括站址選擇、 基建、儀器設(shè)備的選擇及設(shè)備安裝：1 、 參考站站址選擇參考站要求建立在地基穩(wěn)定的地點，同時 GPS參考站場地應(yīng)滿足以下要求： 場地穩(wěn)固，年平均下沉和位移小于 3mm； 視野開闊，視場內(nèi)障礙物的高度不宜超過 15°； 遠離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺，電臺，微波站

36、等） ，其距離不小于 200m遠離高壓輸電線和微波無線電傳送通道，其距離不得小于50m盡量靠近數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)；天線墩的高度不低于 2 米；觀測標志應(yīng)遠離震動源。2、參考站基建圖6-1參考站觀測墩示意圖1）觀測墩的建設(shè)要求在滿足以上要求的前提下，在碧流河水庫大壩右側(cè)合適位置建立 1個基站， 觀測墩的建設(shè)必須滿足以下要求：觀測墩應(yīng)澆注安裝強制對中標志，并嚴格整平，墩外壁或內(nèi)部應(yīng)加裝（或 預埋）適合線纜進出硬制管道（鋼制或塑料），起保護線路作用；GPS觀測墩采用鋼筋混凝土現(xiàn)場澆鑄的方法施工?；炷翝茶T過程中的 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均按照表 一的要求執(zhí)行；GPS觀測墩中

37、的鋼筋骨架采用直徑三10mm勺螺紋鋼筋，使用時須在距兩 端10cm處，分別向內(nèi)彎成G形彎（足筋下端 30cm處向外彎成匚形彎） 用料。裹筋采用直徑三6mm勺普通鋼筋；基座建造時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，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)；混凝土澆灌至地面下0.2米時，在觀測墩外壁應(yīng)預埋適合線纜進出的直 徑不小于25mm勺硬質(zhì)管道（鋼制或塑料），供安裝電纜保護線路用； 雙頻天線的保護罩要采用全封閉式，以起到防水、防風等效果，同時天 線罩的衰竭率不大于1

38、%可利用觀測墩基坑，加筑用于存放太陽能蓄電池的水泥槽。/gCXIu uoSjo9能電鱷、2yo乳厶1700is525 ®1WR8T0J<Z| I圖6-1觀測墩設(shè)計圖ffliiw.®俯視圖130圖6-2強制對中標志2）灌制混凝土標石所用材料應(yīng)符合下列要求采用的水泥標號應(yīng)不低于 425。制作不受凍融影響的混凝土標石，應(yīng)優(yōu) 先采用礦渣和火山灰質(zhì)水泥，不得使用粉煤灰水泥。制作受凍融影響的 混凝土標石，宜使用普通硅酸鹽水泥。在制作受鹽堿、海水或工業(yè)污水 侵蝕地區(qū)的標石時，須使用抗硫酸鹽水泥。在沙漠、戈壁等干燥環(huán)境中 的標石，不得使用火山灰質(zhì)水泥；石子采用級配合格的540mm勺天

39、然卵石或堅硬碎石，不宜采用同一尺 寸的石子；沙子采用0.153mn粒徑的中砂，含泥量不得超過 3%水須采用清潔的淡水，硫酸鹽含量不得超過 1% 外加劑可根據(jù)施工環(huán)境選用，如早強劑、減水劑、引氣劑等，其質(zhì)量應(yīng) 符合相應(yīng)規(guī)定，不得使用含氯鹽的外加劑。材料 種 類配粒直徑（mm水水泥砂石配合比例重量，kg重量，kg重量，kg重量，kg（體積，m3）（體積，m3（體積，m3（體積，m3碎石54018030060012260.6 : 1 : 2.2 : 4.09(0.18 )(0.30 )(0.44 )(0.82 )0.6 : 1 : 1.47 : 2.73卵石54017028567212480.6 :

40、 1 : 2.36 : 4.38(0.17 )(0.28 )(0.45 )(0.83 )0.6 : 1 : 1.61 : 2.96表6-1每立方米混凝土制作材料用量表注：表中配合比適用中砂，當采用細砂或粗砂時，水和水泥用量相應(yīng)增加或 減少17kg和10 kg ；當采用540 mn粒徑的碎石或卵石，應(yīng)將水和水泥用量各增加10%砂、 石用量不變；調(diào)制混凝土，須先將砂、石洗凈。澆灌標石時，須逐層充分搗固； 氣溫在0C以下時，必須加入防凍劑，拆模時間不得少于24h，否則不準 施工；拆模時間可根據(jù)氣溫和外加劑性能決定，一般條件下，平均氣溫在0C以上時，拆模時間不得少于12h。3、儀器設(shè)備的選擇根據(jù)本項目

41、的實際情況并參照全球定位導航系統(tǒng)連續(xù)運行參考站網(wǎng)建設(shè)規(guī) 范，本GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)選用華測X300M雙頻監(jiān)測專用接收機具體技術(shù)參數(shù) 請參考“設(shè)備選型”。4、設(shè)備安裝圖6-3參考站設(shè)備安裝圖6.1.2 GPS監(jiān)測站邊坡GPS監(jiān)測站是實時掌握邊坡表面變化量的依據(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)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)與起算坐標通過控制中心軟件準實時解算處理，最終得到各監(jiān)測點的三維坐標。本GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)我們共設(shè)立12個連續(xù)運行監(jiān)測站，各監(jiān)測站布置在 邊坡下游坡面。1、監(jiān)測站站址選擇根據(jù)監(jiān)測區(qū)域的實際情況及參照GPS測量規(guī)范，各監(jiān)測站點

42、的位置應(yīng)盡 量避開高大的建筑物、盡可能和內(nèi)部位移監(jiān)測點選擇在同一個位置上、 盡量選擇 在圍堰上等。監(jiān)測點分布示意圖2、監(jiān)測站觀測墩基建根據(jù)邊坡監(jiān)測區(qū)域的實際情況及監(jiān)測點所監(jiān)測的內(nèi)容，本 GPS自動化監(jiān)測 系統(tǒng)監(jiān)測站觀測墩可選為混凝土觀測墩、預制鋼結(jié)構(gòu)觀測墩，各觀測墩的高度按 照人的平均身高計算，建設(shè)為1.8米以上為宜。以下列出兩個方案，從中選一。1）大壩混凝土觀測墩對于大壩觀測墩，在大壩堅固結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上打入鋼筋支架澆筑混凝土。擔:Mat中揺1LOOLdO圖6-6混凝土觀測墩圖6-7現(xiàn)場施工照片2）預置鋼結(jié)構(gòu)觀測墩保證通過廠家訂做符合要求的立桿觀測墩， 現(xiàn)場用膨脹螺絲固定在邊坡上, 牢固性和美觀

43、性，并做好防水處理。圖6-9某監(jiān)測項目觀測墩實景圖圖6-8立桿的立面圖如上圖所示是某監(jiān)測項目的立桿實景圖片，實際的立桿高度可以小一點，如果周圍沒有遮擋，一般做1.2米即可。3、儀器設(shè)備的選擇根據(jù)本項目的實際情況及所要達到的技術(shù)指標，并參照全球定位導航系統(tǒng) 測量規(guī)范，本GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)選用華測X60M雙頻監(jiān)測專用接收機和A300 大地測量型天線，GPS主機為分體式設(shè)計，具體技術(shù)參數(shù)請參考“設(shè)備選型”。4、設(shè)備安裝圖6-10監(jiān)測站設(shè)備安裝6.2數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場的情況，監(jiān)測區(qū)域手機信號相對不穩(wěn)定，且控制中心與監(jiān)測區(qū)相距 較遠，我們對碧流河水庫邊坡GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸主要通過以下方式

44、： 參考點和邊坡監(jiān)測站點數(shù)據(jù)傳輸采用無線通訊。再邊坡數(shù)據(jù)往控制中心傳輸?shù)姆?式上我們也建議采用高頻無線傳輸增加中轉(zhuǎn)站的方式，或者采用無視距無線發(fā)射 基站設(shè)備。高頻無線傳輸優(yōu)缺點：優(yōu)點：1）數(shù)據(jù)傳輸帶寬比較大，延遲比較小，可對各接收機進行遠程控制；2）獨立組網(wǎng)，鏈路式數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸不依賴于其它系統(tǒng)運行商，中心也不需要面向公網(wǎng)的固定IP地址；3）2.4G或5.8G合法的工作頻率；4）局部可共用一臺進行數(shù)據(jù)傳輸；5）一次性投入，后期沒有月租等費用；6）工業(yè)級產(chǎn)品，內(nèi)置避雷模塊。缺點：1）數(shù)據(jù)傳輸為直線傳輸，距離較近，距離較遠時中心站需架設(shè)比較高，而且每180度的內(nèi)需架設(shè)一臺；2）功耗稍大，每臺接

45、收機約（45瓦）；3）單臺接收機價格較貴；圖6-11無線傳輸示意圖6.3輔助支持系統(tǒng) 6.3.1配電及UPS系統(tǒng)對于本項目，需要供電的設(shè)備為控制中心服務(wù)器及輔助設(shè)施，各基準站、監(jiān) 測站GPSS收機及輔助設(shè)施，根據(jù)其項目現(xiàn)場實際情況、需供電設(shè)備功耗、安裝 方便、可靠、維護簡單等原則，我們對控制中心設(shè)備和各GPS接收機選用不同的 供電方式，即控制中心選用 220伏交流電，并以UPS作為備用電源，同時UPS 也起到穩(wěn)壓的功能。12個監(jiān)測點可采用交流供電，同時每個點配備蓄電池和充 電器，防止因為斷電導致設(shè)備停止工作， 也可以采用太陽能供電，根據(jù)實際情況 來選擇。參考站位于山上，交流供電較為困難，因此擬

46、采用太陽能供電系統(tǒng)對設(shè) 備進行供電。1. 控制中心供電在本項目的控制中心，首先必須接入220伏交流電，由于交流電不一定穩(wěn)定， 有時會停電或者電壓會有起伏，所以在接入各設(shè)備的前端加裝一個帶穩(wěn)壓功能的 ups既能保證電壓的穩(wěn)定，又可以在斷電的情況下繼續(xù)給設(shè)備供電，建議所選 用蓄電池可保證為各供電設(shè)備持續(xù)供電 6-8小時。根據(jù)控制中心供電設(shè)備的功耗及項目實施的經(jīng)驗， 推薦采用山特在線式C1KS 型UPS后備的電源為六節(jié)100AH松下蓄電池圖6-12在線式UPS為了保證用電安全，接入各設(shè)備的電源部分還需要加裝空氣開關(guān)圖6-13空氣開關(guān)2. 參考站供電太陽能供電太陽能供電系統(tǒng)組成1）太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽

47、能電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）組成。 輸出的電壓為12V,直接供給設(shè)備使用，各部分的作用為：2）太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電 能,或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。太陽能電池板的質(zhì)量 和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。額定的輸出電壓為18V。3）太陽能控制器：太陽能控制器的作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方，合格 的控制器還應(yīng)具備溫度補償?shù)墓δ?。其他附加功能如光控開關(guān)、時控開 關(guān)都應(yīng)當是控制器的可選項。本系統(tǒng)采用規(guī)格為12V/1

48、0A的控制器。4）蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池 或鋰電池。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲存起來， 到需要的時候再釋放出來。本系統(tǒng)采用的為鉛酸電池，設(shè)計容量為150Ah,可以滿足陰雨天7天左右工作時間圖6-14華測某項目太陽能供電系統(tǒng)太陽能供電系統(tǒng)的安裝1）太陽能電池板需固定在 GPS觀測墩的側(cè)面，安置要求是：傾斜角度在30-45度之間，面對方向為正南方偏西15度左右（根據(jù)當?shù)氐那闆r可適 當調(diào)整），并制作三角形的支架固定在水泥板上，防止偷竊。太陽能支架2）蓄電池一般需埋設(shè)在觀測墩的附近，埋入地下，避免日曬雨淋、被盜賊 偷盜，和外力沖擊，同時也避免

49、溫差變化影響蓄電池的壽命。注：具體太陽能的固定方式請參照GPS監(jiān)測站觀測的設(shè)計圖紙。3. 2個監(jiān)測點供電1）交流供電采用交流供電，合理拉線到現(xiàn)場，降壓后使用。交流供電原則是利用附近最近的民用220V交流電或者是壩上自用的交流電，在保證其電壓穩(wěn)定和不經(jīng)常斷電的前提下采用。我們可適當加裝UPS備用系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)場情況確定。采用具體線路布設(shè)圖可以和與光纖布設(shè)的路徑一致，需要靈活掌握。通過交流拉到觀測墩的機柜里，通過充電器接入后備蓄電池，給設(shè)備供電， 同時加裝空氣開關(guān)等保護設(shè)備。華測某項目交流供電安裝圖2）太陽能蓄電池系統(tǒng)供電根據(jù)實際情況，在交流電不方便使用的情況下，我們會采用太陽能和蓄電池 系統(tǒng)供電系

50、統(tǒng)，該系統(tǒng)和參考點的供電方式一樣，具體情況見參考點的供電。6.3.2防雷系統(tǒng)1、雷電危害雷電危害分為直擊雷和感應(yīng)雷直擊雷是帶電云層（雷云）與建筑物、其它物體、大地或防雷裝置之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象，并由此伴隨而產(chǎn)生的電效應(yīng)、熱效應(yīng)或機械力等一系列的破壞 作用。感應(yīng)雷是由于帶電積云接近地面，在架空線路導線或其他導電凸出物頂部感 應(yīng)出大量電荷引起的，或是由于雷電放電時，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產(chǎn)生 迅速變化的強磁場引起的。所以監(jiān)測系統(tǒng)中各監(jiān)測站及通訊系統(tǒng)由于雷擊危害潛在因素，都要考慮防雷措施。雷電所產(chǎn)生的高電壓電磁脈沖對沒有相應(yīng)保護措施的電纜（如：同軸電纜，天線，數(shù)據(jù)通訊電纜，電源電纜等）產(chǎn)生強烈

51、的毀壞作用，最終導致?lián)p壞所連接 的電子設(shè)備。2、雷電防范措施主要設(shè)備GPS接收機是有2000V的光電隔離效果，外殼是工程塑料，在設(shè) 計上已經(jīng)起到了避雷效果，在此基礎(chǔ)上輔助其他專業(yè)的防雷設(shè)備。野外監(jiān)測點：碧流河水庫大壩GPS觀測分為大壩監(jiān)測點和位于山坡上的參考點，因位置 不同，地理條件的不同，所以采用不一樣的避雷方式。位于山坡上的參考點：參考點位于大壩右側(cè)的山坡上，地理位置明顯高出一般的建筑物，極易 受到雷電的攻擊，并且以直擊雷為主，所以我們列出參考點的防雷措施。GPS天線和接收機附近必須安裝避雷針，避雷針與天線橫向距離不小3m 避雷針高度按照“滾球法”確定，粗略計算可以按照 45度角考慮。圖6

52、-45直擊雷預防示意圖在距觀測墩33.5米處安裝避雷針，選用16不銹鋼制作支撐桿由兩節(jié)組 成、分別由2寸、1.2寸各三米熱鍍鋅管制作地網(wǎng)的建設(shè)選用4根50 X 5OX5mn熱鍍鋅角鋼為垂直地極 L=2.5米，以40X4 mn熱鍍鋅扁鋼互連，地極埋地深度0.7米。避雷針基座為500X 500X 60mm 鋼筋混凝土，由地網(wǎng)引兩根40X4 mm熱鍍鋅扁鋼與基座連接（連接處必須為焊 接）。接地電阻小于參照10歐姆。圖6-56華測某項目避雷針現(xiàn)場示意圖接地電阻要求小于10歐姆，如果當?shù)氐耐寥离娮杪瘦^高，降低防直擊雷接 地裝置接地電阻宜采用下列方法：亠 采用多支線外引接地裝置，外引長度不應(yīng)大于有效長度；

53、亠 接地體埋于較深的低電阻率土壤中；亠采用降阻劑；亠換土。位于大壩的監(jiān)測點監(jiān)測點位于邊坡上，明顯低于兩邊的山坡；位于邊坡的觀察點接地困難；如 果邊坡上的點都考慮直擊雷防護， 成本必然增加很大，而且效果不明顯，所以在 邊坡上的觀測點，我們只考慮感應(yīng)雷的防護。因采用的供電方式要根據(jù)現(xiàn)場的情 況來確定，所以防雷也就會從不同的方面去考慮。本防護系統(tǒng)主要應(yīng)該從兩個方面考慮， 天饋線防雷和電源線防雷。電器設(shè)備 必須加裝天饋線電涌防護設(shè)備，電力線電涌防護設(shè)備加裝單項電源避雷器和空氣 開關(guān)。感應(yīng)雷預防示意圖電源部分防雷（空開和單相電源避雷器）天饋線避雷裝置GPS天線電纜、通訊射頻電纜在接入主機前，必須加裝天饋

54、線線電涌防護器。 不論是電源避雷還是饋線避雷，避雷器必須接地良好，接地電阻不得大于4歐姆，但是二者可以是同一個地。6.3.3外場機柜室外設(shè)備必須統(tǒng)一放在機柜中，主要設(shè)備有GPS接收機、天線轉(zhuǎn)換器、串口服務(wù)器等裝置，機柜防水密封，具有一定的防盜性。機柜設(shè)計采用50cmx 50cmx20cm的不銹鋼機箱裝置，加防盜鎖，可掛靠 在觀測墩上。布設(shè)原則：按數(shù)據(jù)傳輸路徑，分別安裝天線轉(zhuǎn)換器、GPS8收機、串口服務(wù)器等。供電電源一并引入機柜，并且強電弱電隔離布線，整潔美觀，便于維護。 機柜下端預留通線孔，供電源數(shù)據(jù)線的接入。機柜距離地面宜30cm。固定螺釘應(yīng)擰緊，不得產(chǎn)生松動現(xiàn)象。 外加防護警告裝置，避免非

55、工作人員破壞。6.3.4綜合布線2供電線纜如果監(jiān)測點會采用市電，需要根據(jù)現(xiàn)場情況就近取電，用電線纜的布設(shè)的基 本要求如下：在電纜鋪設(shè)前，應(yīng)仔細地核對電纜的型號、規(guī)格等是否符合設(shè)計要求，檢查電纜表面有無損傷。此外，還必須用500伏兆歐表測量絕緣電阻，一般不低于10兆歐；電纜芯線應(yīng)采用圓套管連接。銅芯電纜用銅套管壓接，套管為含銅99.9% 以上的銅管制成，壁厚不小于1mm長度是套管直徑的810倍；鋁芯 電纜用鋁套管壓接，套管含鋁不小于 99.6%,壁厚不小于1.2mm長度同 樣是套管直徑的810倍。如果鋪設(shè)的電纜是銅芯和鋁芯電纜的連接， 應(yīng)采用銅鋁過度接頭。并且需要對銅鋁過度接頭與導線壓接前進行退火 處理；電纜連接的中間頭或終端必須密封防水，剖切電纜線是不能將電纜線芯絕緣外皮損傷；在下列地方，應(yīng)裝標志牌： 線路的始端和末端； 線路改變方向的 轉(zhuǎn)彎處； 電纜頭與電纜接頭處。標志牌的規(guī)格應(yīng)