基于北斗衛星導航系統的大壩靜動力變形監測

范明杰，李 卓

(1.揚州大學 水利科學與工程學院，江蘇 揚州 225009； 2.南京水利科學研究院，江蘇 南京 210029)

在靜動力荷載作用下大壩將產生變形，過大的變形將危及大壩安全。有關規范[1-2]明確規定大壩變形監測是水庫安全評價的基礎和重要組成部分[3-4]，是水庫大壩必設監測項目。傳統大壩變形監測主要依靠人工方式進行，耗時費力，亟需一種低成本、高效率的監測方法來進行高精度監測。傳統的光學觀測方法，在水利工程的變形監測中發揮了重要作用，但受地形、氣候、通視條件和觀測距離的影響[5]，存在較大的局限性。較先進的測量機器人在一些水庫大壩已得到應用，但測量機器人需安裝在觀測房內，通過鏡頭向外觀測，在冬季由于內外溫差大，鏡頭易結露，也會導致無法正常觀測。隨著衛星導航技術的發展，特別是我國北斗衛星導航系統（BeiDou Satellite Navigation System，以下簡稱BDS）的建設投運，基于全球導航衛星系統的自動變形監測技術越來越多地應用于大壩等水利工程，在提高監測精度和時效、減少人為誤差和勞動強度方面體現出明顯的優勢。

1 導航衛星技術研究進展

全球導航衛星系統（Global Navigation Satellite System，簡寫GNSS），是用于定位、導航、授時體系的核心技術。目前GNSS包含了美國的全球定位系統（GPS）、俄羅斯格羅納斯（GLONASS）、中國北斗（BDS）和歐盟伽利略（GALILEO）導航系統。該技術用于水利工程表面變形監測，在囯外已有近20年的研究和應用歷史。Roque等采用干涉合成孔徑雷達（InSAR）和GNSS相結合的綜合監測系統，克服了InSAR技術單獨用于大壩位移測量時，由于缺乏冗余觀測而無法確定InSAR測量的后驗方差的限制，在大壩和庫岸變形監測中取得了較好效果[6]。……