靳向國

摘 要：近年來，我國水電站建設(shè)項(xiàng)目不斷的增多，大中小水電站的投入運(yùn)行，極大的改善了人們的生活條件，但隨著自然環(huán)境的不斷變化，對各水電站大壩等水工建筑物的穩(wěn)定性分析也越發(fā)引起人們的重視， 對此構(gòu)建了相關(guān)的檢測系統(tǒng)，采取了各種各樣的方法來研究其變形規(guī)律，從而提前預(yù)防各種事故的發(fā)生，盡最大可能避免或減小損失實(shí)現(xiàn)檢測，采用了GPS技術(shù)，從而使得在監(jiān)測系統(tǒng)控制中心，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時也能夠確保監(jiān)控系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運(yùn)行。因此，本文通過對GPS在水電站大壩變形監(jiān)測中的應(yīng)用研究進(jìn)行分析，主要就是為了能夠有效地提升水電站大壩變形監(jiān)測能力，保障水電站的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：GPS;水電站;大壩變形;監(jiān)測

前言：在我國科學(xué)技術(shù)水平不斷地提升下，我國國民的生活質(zhì)量以及生活水平得到了全面的提升，人們在享受生活的同時，對于水資源的合理利用也提高了重視程度，為了可以保障人們的生活需求，保障水電站周圍居民的安全，了解水電站大壩等水工建筑物的變形情況及規(guī)律，通過構(gòu)建監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)施對大壩情況進(jìn)行全面的監(jiān)測，并且在GPS技術(shù)的作用下，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測，能夠有效的對大壩外部變形情況進(jìn)行全面的檢測[1]。因此，本文所研究的內(nèi)容，對GPS在水電站大壩變形安全監(jiān)測中的應(yīng)用研究具有重要性意義。

1. GPS技術(shù)在變形監(jiān)測中的應(yīng)用

1.1 滑坡變形監(jiān)測

滑坡變形監(jiān)測系統(tǒng)是當(dāng)前水電站變形監(jiān)測中所使用的主要系統(tǒng)之一，在GPS技術(shù)的作用下，不僅能夠?qū)ΡO(jiān)測出的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，而且能夠確保這個數(shù)據(jù)的精確性，通過分析結(jié)果，可以直接對水電站的變形規(guī)律情況進(jìn)行預(yù)判，同時也能夠避免出現(xiàn)危險(xiǎn)事故[2]。當(dāng)前，為了能夠確保滑坡變形監(jiān)測系統(tǒng)長期的使用，在水電站可能出現(xiàn)的滑坡部位設(shè)置變形點(diǎn)。選擇良好的基準(zhǔn)點(diǎn)后，根據(jù)所選擇的監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)，以此來進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。

1.2 大型建筑物的位移實(shí)時監(jiān)測

水電站大壩就屬于大型建筑物的一種，一般水電站在受到溫度、溫度、風(fēng)力、水力以及荷載等外界因素的影響下，水電站大壩會發(fā)生一些位移變化，這對于大壩的整體穩(wěn)定性以及強(qiáng)度會造成嚴(yán)重的影響，為了要對水電站大壩進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，就需要通過動態(tài)變形監(jiān)測技術(shù)，在GPS技術(shù)的作用下，通過GPS載波相位方式，對水電站大壩的柔性結(jié)果進(jìn)行全面的監(jiān)測下，就能夠根據(jù)大壩變形情況，采取相應(yīng)的防護(hù)措施[3]。

1.3 水庫大壩外形變形監(jiān)測

在對水庫大壩進(jìn)行定期監(jiān)測的過程中，可以了解大壩的實(shí)際安全變形情況，同時還能夠根據(jù)未來的運(yùn)行情況作出全面的分析，實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測，在對大壩進(jìn)行監(jiān)測的過程中，需要對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的校對，同時需要對相應(yīng)的計(jì)算方式進(jìn)行全面的改善，促使所監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息更加具有精確性以及權(quán)威性，通過GPS技術(shù)的作用下，能夠在數(shù)據(jù)參比的情況下，對大壩影響的主要安全因素進(jìn)行全面地了解，從而對大壩進(jìn)行全面的防護(hù)，并且能夠做好安全評估工作。

1.4 沉降觀測

沉降觀測主要就是在定期的監(jiān)測過程中，能夠?qū)ο鄳?yīng)的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行全面控制，掌握大壩水位的高度差，通過數(shù)據(jù)計(jì)算，就可以得知大壩所受到的影響以及發(fā)生形變率。如果大壩在出現(xiàn)了大幅度變形或者發(fā)生了沉降突變，這對大壩的整體強(qiáng)度以及穩(wěn)定性會造成嚴(yán)重的影響，并且威脅了周圍居民的生活安全。因此，在水電站運(yùn)營的過程中，對大壩進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測是十分必要的，并且在不同的時間內(nèi)，對觀測點(diǎn)高程進(jìn)行比較，可以ip i對水電站大壩整體沉降變形情況進(jìn)行全面地了解，而且通過對GPS技術(shù)的使用，能夠促使數(shù)據(jù)信息更加具有精確性。隨后在對工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析設(shè)計(jì)的過程中，需要根據(jù)大壩的整體情況，對地基以及相關(guān)基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，從而根據(jù)大壩地基情況以及工程的整體結(jié)構(gòu)情況，將所檢測的沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行了解，并為日后的施工提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)依據(jù)。

2.提高GPS變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理精度的方法

2.1 卡爾曼濾波方法

卡爾曼濾波方法提出者就是科爾曼博士，在該方式提出后，對當(dāng)時的人造衛(wèi)星定位問題進(jìn)行了全面的解決，而且對在導(dǎo)航中所存在的一些數(shù)據(jù)以及位置問題都進(jìn)行了全面解決。該方式在實(shí)際的使用過程中，主要就是通過利用數(shù)學(xué)推理運(yùn)力，對不同時刻的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行判斷，并對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面的處理，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性后，才能夠根據(jù)實(shí)際的導(dǎo)航情況，來確定導(dǎo)航位置。

卡爾曼濾波方法在水電站大壩變形監(jiān)測過程中，通過對GPS技術(shù)的應(yīng)用需要做好以下準(zhǔn)備工作：

1）需要根據(jù)監(jiān)測位置構(gòu)建動態(tài)狀態(tài)方程，同時根據(jù)監(jiān)測所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息構(gòu)建數(shù)據(jù)模型。

2）需要列出相關(guān)的方程式，并根據(jù)數(shù)據(jù)分散情況，將方程分為連續(xù)型以及離散型方程。

3）在對方程進(jìn)行全面處理的過程中，需要利用替換的方式，對方程進(jìn)行全面的處理，并且提高最終的檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

2.2 對基準(zhǔn)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理

首先，需要對水電站大壩結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位。在通過確定好基準(zhǔn)點(diǎn)后，能夠根據(jù)監(jiān)測，得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，并且可以構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)模型[4]。另外，還可以通過對GPS技術(shù)的使用，能夠在實(shí)際的應(yīng)用過程中，通過對大壩變形情況，對變形的整體數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面的整理，從而可以提前做好防范工作。其次，在確定好監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)后，需要對基準(zhǔn)點(diǎn)的位置情況進(jìn)行分析，并且在GPS技術(shù)變形監(jiān)測的作用下，可以進(jìn)一步提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的精確性，同時監(jiān)測工作人員也能夠在實(shí)時監(jiān)測中，對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如果在出現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)問題后，需要對基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行重新更換，從而確保最終的監(jiān)測結(jié)果達(dá)到準(zhǔn)確性。

2.3 明確高精度 GPS 變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理的方法

在水電站大壩變形監(jiān)測中，需要布置監(jiān)測網(wǎng)，從而確保監(jiān)測的整體性，同時根據(jù)所監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息，了解大壩的整體結(jié)構(gòu)變形程度，并找出變形的主要位置，通過利用GPS 變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對所監(jiān)測的最終數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行全面的分

2.4 進(jìn)行相關(guān)監(jiān)測網(wǎng)的布局與設(shè)計(jì)

安全監(jiān)測人員在對水電站大壩變形情況進(jìn)行監(jiān)測時，就需要對水電站的整體工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面了解，同時需要根據(jù)地區(qū)以及周圍環(huán)境情況，確定好具體監(jiān)測位置，并布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)[5]。同時為了可以有效地提升大壩變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的精確性，通過利用GPS技術(shù)，將所監(jiān)測的所有相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面記錄與儲存，從而獲取變形情況，并根據(jù)變形程度，做好相應(yīng)的維護(hù)工作[6]。

析，同時也能夠?yàn)楹罄m(xù)的維護(hù)工作奠定良好的基礎(chǔ)，提升水電站大壩的整體穩(wěn)定性以及大壩的強(qiáng)度，也能夠避免大壩在受到強(qiáng)烈的震動影響后，對周圍居民生活以及安全造成影響。

結(jié)束語：在水電站大壩變形監(jiān)測過程中，通過對GPS技術(shù)的使用，能夠確保最終監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果的真實(shí)性以及時效性，同時也能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，以此來分析水電站大壩的整體變形情況，通過進(jìn)行維護(hù)，來提高對大壩的穩(wěn)定性以及強(qiáng)度，避免對下游居民生活造成安全影響，同時也能夠有效地提高水電站結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，使水電站正常運(yùn)行。

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