新疆维吾尔自治区地质环境监测院 830000
摘要：我国是世界上地质灾害最为严重的国家之一，在广阔的土地上地质灾害种类多危害重，严重影响人们的生活质量，对城市的经济建设也带来了巨大的损失，随着经济建设和科技的发展，人们的防灾意识越来越高，本文将以地质灾害中GPS监测技术的应用展开分析与研究，帮助人们更多的了解。
关键词：地质灾害；GPS；监测；
近年来，我国每年地质灾害都有发生，都会直接造成人员伤亡，经济损失达100亿以上，为了减弱地质灾害的危害程度，我国对各种地质灾害展开了高精度的动态监测，实现对地质灾害的预防预测，特别是对一些突发性的地震灾害，对他实行监测预警，在最大程度上保证人民的生命财产安全。
1地质检测GPS监测研究现状
到目前为止，世界范围内的地质监测已有一百多年的历史，目前随着科技的发展，作为现代高科技技术手段的GPS系统已经逐渐成为勘测地质的重要方法，他的优势显而易见，具有全天候不受天气的限制，而且检测的准确度高，作业周期短，在地质监测历史上是一场全新的技术革命。
自20世纪90年代，我国也在众多大型工程中建立了GPS监测系统，用于各种滑坡，崩塌的监测和治理，尤其在对滑坡监测中，长江水利委员会利用静态相对定位法监测，定位可达到毫米级，监测结果较好，满足技术要求。进入21世纪之后，GPS监测系统已经广泛应用于各种地质灾害的监测中，在我国各地的地质灾害监测中，均采用了高精度的GPS静态相对定位技术，而且也开始常用了 GPS定位技术监测滑坡体的垂直形变，监测的精度可以达到毫米级，受到业界的一致好评，与此同时，我国也在各个省市建立了地面沉降GPS监测网，地面沉降造成的地裂缝灾害对人们的生命财产安全造成了严重的危害，需要对此进行监测和预警。
2GPS监测关键技术
2.1基于GPS静态相对定位技术的地质灾害高精度监测
静态相对定位技术就是将两台GPS接收机放置在基线的两个端点，并且能够同时观测到四颗以上的GPS卫星，这样就可以确定两台接收机的相对位置，操作方便，而且可以增加观测量，提高观测结果的准确性。
其实GPS静态相对定位技术就可以达到很高的精度了，因此在地球动力学研究，地质灾害监测中，GPS静态相对定位技术已经得到了广泛的应用，但是它仍然存在着一些缺点，比如如果要经营型高精度的观测时，他的观测效率相对低，一般要需要观测1到3个小时， 这样反而影响了他的GPS定位测量的功效，随着科技的发展，一些GPS高速定位技术应用而生，有着广泛的应用前景。
GPS技术应用于高精度变形监测时，参考基准的选取是至关重要的，直接影响最后的形变结果是否真实可靠，因此需要将监测的基准点布置在相对稳定的区域内，而且需要定期进行检查，保证基准的统一不变，但是由于监测时间持续较长，固定不变的基准点几乎不存在，所以就需要进行深入分析，建立相对稳定的高精度 GPS监测基准。
2.2基于GPS精密单点定位技术的地面沉降高精度监测
地面沉降是一种缓慢的地质灾害，他主要是通过引发地壳表面松散土层压缩而导致地面的降低，一般影响范围较大而且容易半生地裂缝的产生，加大它的危害。在对地面沉降进行监测的时候，一般不采用静态相对定位技术，因为需要多台接收机在规定的时间内同步观测，还需要有稳定的基准点，在地面沉降的地质灾害中不适用，因此应用而生了GPS精密单点定位技术。
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精密单点定位技术，其实是利用单台GPS接收机进行的直接定位测算，主要是利用全球地面跟踪站的GPS观测数据，先计算出精密卫星轨道和卫星钟差，以及GPS定位中的各类误差改正模型，然后再对伪距观测值进行定位解算。精密单点定位技术的优点就是，除了能够直接算出站点坐标，还能够算出接收机的钟差，电流层和对流层的延迟改正信息。
精密单点定位技术已经成为目前GPS领域的研究热点，与传统的GPS相对定位技术相比它有一些优点，首先他的信号接收只需要一台接收机，不需要多台的接收机进行同步观测，灵活方便效率高，可以节约观测作业的成本，其次他不受站点和基准点之间距离长短的限制，定位精确度高，可以与GPS相对定位的精度相当了。
目前国内外著名的GPS精密单点定位数据处理中有三种观测模型，大部分采用的都是ppp模型，其实还有ufc模型和无模糊度模型，其实最常用的是ppp模型，他除了整周模糊度参数和天顶对流层延迟参数外，还需要估计每个历元的接收时钟差参数，但是也有不足，它不能消除电离层高阶项延迟的影响，观测噪声也比普通的高三倍。
2.3基于GPS快速定位技术的滑坡灾害动态高精度监测
在日常的地质观测中，通常采用静态相对定位方法以保证观测精度，但是他一般需要十几分钟甚至更长的时间才能获得信息，而灾害体变形速度较快，这样就不能准确的获得高精度的形变信息，因此现在较多的研究是GPS快速动态定位技术，主要包括GPS RTK技术，GPS实时精密单点定位技术和GPS单历元定位技术，对这些技术的研究应用，可以快速获取高精度的变形信息，它能够迅速判断出灾害体的发展情况，更加适用于突发性地质灾害的预报监测。
斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面产生的位移地质现象叫做滑坡，大多数的滑坡监测系统都是以滑坡体的变形作为监测对象的，一般可以选取滑坡体的变形特征大小速度作为监测的重要目标，合理的设置方案，选择合适的仪器。需要确定合理的滑坡监测的精度和复测周期，确定的指标不能太高或者太低，如果太低，就会被测量的误差掩盖不能反映真实的情况，难以对滑坡进行预报，如果太高的话，会增加监测工作的难度，增加监测人员的工作量。在滑坡监测中，需要研究慢速变形或快速变形的滑坡的特点，才能选择正确的仪器和方法，慢速变形的滑坡监测周期较长，就需要重视监测精度，快速变形的滑坡一般监测周期较短，需要重视仪器和方法的响应时间监测精度可适当降低。
在GPS快速定位技术中包括GPS RTK技术，GPS单元定位技术和实时精密单点定位技术，他们三个各有特色，各有优势，可以应对不同的灾害来选择不同的技术.
GPS RTK技术的关键工作原理是基准站和流动站上的载波相位整周模糊度能够快速确定，而且GPS接收机能够追踪到足够多的卫星，实时的进行数据处理时，可以给用户准确的三维坐标信息。GPS单历元定位技术可以满足动态变形监测的高采样率要求，应对各种突发的地质灾害监测。GPS实时精密单点定位的原理和采用的数学模型与静态精密单点定位几乎一样，但是主要的区别是，GPS实时精密单点定位通过获取IGS发布的精密星历和精密钟差实时的处理当前观测量来进行精密单点定位，因此它的可靠性会比静态精密单点定位差，而且需要重视的是精密星历存在部分卫星精度低于标称精度的情况。
3总结
综上所述，目前GPS定位技术已经在地质灾害监测中广泛应用，但是如何实现高精度，快速定位仍然是全世界共同研究的主要方向，需要根据不同地质灾害的情况选择不同的GPS定位技术，相信在未来GPS定位技术在地质检测领域会有更好的发挥，关键性的技术也将被解决。
参考文献：
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[3]柳枝,陈炳富,林国利等.北斗和GPS双系统在灾害监测中的应用[J].测绘通报,2014,(7):138-139.
论文作者:王雪野,薛挺
论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期
论文发表时间:2018/8/7
标签：单点论文; 精密论文; 技术论文; 地质灾害论文; 滑坡论文; 接收机论文; 静态论文; 《防护工程》2018年第7期论文;