北斗高精定位在输电杆塔边坡监视与边坡变形监测中的研究与应用.docx

输电杆塔边坡滑坡会造成输电杆塔结构失稳。为了提高输电系统监视的自动化程度和响应效率，搭建了一个基于北斗高精定位技术的输电杆塔边坡在线监测系统。该系统数据采集终端配置发电与储能模块，实现能量自给；数据传输网络采用无线专网，保障数据安全；位置解算平台通过地面基站校准，实现毫米级偏移量监测。作者还通过高边坡输电杆塔应用实例验证了系统的可靠性，为输电杆塔边坡监测实施提供了借鉴。输电杆塔结构稳定是保证电力系统能量传输的基础。输电杆塔基础的位移与沉降可能使杆塔结构在较强外力作用下发生形变、倾斜乃至倾覆。尤其当输电杆塔基础位于高边坡位置时，由于边坡垂直落差大，容易发生沉降、滑坡等情况。输电线路地理跨度大，当其跨越高原、山地等区域时，部分输电杆塔基础将位于边坡附近。在高差作用下，边坡有可能在重力作用下发生沉降和位移。地震、采矿、道路施工等外力作用会破坏边坡本身的稳定性，引发边坡滑坡。强降雨等极端天气也会对边坡结构产生冲刷和润滑作用，促进山体滑坡。当探测到边坡发生结构失稳的早期征兆时，可以通过锚固、支护等方式对边坡结构进行加强。研究表明，通过及早发现边坡沉降并采取治理措施，可以显著降低由于边坡垮塌造成的损失。因此很有必要对输电杆塔边坡监测技术展开研究。北斗系统作为我国自主研发的导航卫星定位系统，其安全性较高。基于北斗系统的电力系统应用已有大量研究。将北斗导航卫星定位技术应用于输电线路边坡监视，为提升输电线路安全提供了新的思路。本文对应用北斗高精定位技术对输电杆塔边坡监视进行研究，设计了能量自给的数据采集系统，无线专网数据传输系统和数据分析展示平台，并通过高边坡输电杆塔实施实例对系统效果进行说明，以期为输电杆塔边坡监测实施提供借鉴。1基于地面基站的北斗高精度定位技术利用北斗定位技术可以对输电杆塔结构稳定性情况进行实时监测。有学者提出了一种利用北斗系统定位实现输电杆塔在线监测的构想，基于GPS和北斗卫星定位系统设计了接收机终端，但其使用的北斗基础定位服务只能达到IOm的定位精度，远不能满足输电杆塔边坡稳定情况准确监测的需求。有学者采用在输电杆塔旁边设置实时动态(real-timekinematic,RTK)基站的方式对输电杆塔基础位移进行监测，实现了对杆塔毫米级形变量的监测，并通过工程实例验证了该系统的实施效果，但这种方法对每个监测点需要单独设置定位基站，在限制应用条件的同时也提高了系统应用成本。北斗高精度后处理算法以地面基站提供的校准数据为基础，对北斗接收机进行数据处理，实时解算出监测点毫米级的三维坐标。通过分析各监测点实时的三维坐标，并与初始坐标进行比对，从而获得该监测点倾斜和沉降变化量。北斗高精度后处理技术将北斗卫星定位数据的精度提高至平面Imm以内、高程2mm以内，能够实现输电杆塔边坡滑坡情况的极早期预警。其利用已有地面基站提供的校准数据为电力杆塔边坡监视提供位置校准服务，极大地降低了电力行业应用北斗高精定位技术的成本。北斗地面辅助定位基站系统于年月日正式投入运营。至今全国共有多个工作基站。截至目前，厘米级定位服务可以覆盖全国省市。具体到南方电网运营范围，已经实现了毫米级服务全域覆盖。研究基于地面基站的北斗高精度定位技术在电力行业的应用具有很大的现实意义。2系统总体设计输电杆塔边坡监测系统通过安装在边坡上的数据采集终端得到边坡位置偏移量信息，以无线专网的形式上传至专有服务器，并由专有服务器的数据处理平台对偏移量信息进行分析和展示。系统总体构架如图1所示。导航卫星弱劣虢跪图1系统总体构架系统感知层包括基站和数据采集终端。基站为参考基准，用以提升定位精度。数据采集终端通过配置北斗接收机、数据传输模块、供能模块，实现边坡卫星定位数据的采集和上传。系统数据传输层采用有线专网与无线专网相结合的方式。基站采用有线专网的方式进行数据传输。数据采集终端采用无线专网的方式实现数据上传。系统应用控制层实现位置解算服务，并将处理得到的数据以可视化界面的方式呈现给用户。其位置解算服务通过地面基站修正数据采集终端测量数据达到毫米级定位。可视化界面形成边坡位置信息量的三维时间图展示给用户。3数据采集终端3.1 北斗接收机北斗接收机获取导航卫星的定位信息，包括星历数据和观测数据。系统采用静态/快速接收机，其特点为适用于解算静态位置量信息。接收机包括测量天线和数据处理终端两部分，如图2所示。测量天线选取扼流圈天线，用以减小在定位过程中由于信号传输多径效应引起的测量误差。数据处理终端提供了天线接口与外部接口，实现与导航卫星通信数据的解算服务。图2北斗接收机在实际应用场景中，测量天线被安装在开阔位置，以便于与卫星通信，数据处理终端被安装在控制箱中。3.2 数据传输模块数据采集终端采用无线专网的通信方案。通过专线接入点名称(accesspointname,APN)的方式实现专网通信，保障数据安全。相对于有线网络，无线专网的布置相对方便。尤其在输电系统领域，输电杆塔位置偏僻，有线通信网络接入往往难以实施。无线通信模块在调试完成后，在4G信号覆盖区域即可使用。通过向通信运营商申请指定APN的方式访问专用APN使用权。通过使用通信运营商的专网用户身份识别(SUbSCriberidentitymodule,SlM)卡来访问该APN。其他用户不允许访问该APN。该SlM不可以访问其他网络。通过这种方式保障了数据传输通道的专用性，进而保障数据安全。系统配置4G智能网关作为数据传输模块。其通过RS485总线接收北斗接收机的定位数据，并通过专线APN实现端对端的通信。经过实际应用检验，在5Mbits带宽环境下，可以实现IOsl次的北斗定位数据传输。3.3 供能模块数据家集终端以能量自给的方式进行能量供应。在输电线路所在地区配置低压线路的方式成本较高，而北斗接收机和数据传输模块能耗较大，单纯采用蓄电池的方案难以满足数据采集模块电能需求。因此，设计一种配置发电模块，并能够实现能量自给的数据采集终端供能系统就显得很有必要。系统选取太阳能电池板作为装置电源。输电杆塔通常处于开阔地带，采光条件良好，适用太阳能电池板。光伏电池板被安装于数据采集终端顶部，根据所处纬度以最大接受阳光角度选择朝向。配置太阳能控制器，以定电压方式跟踪太阳能电池输出P-V特性曲线的最大功率点。系统装配蓄电池作为储能。受地球自转和天气变化影响，太阳能电池板发电出力具有波动性与间歇性，而装置运行需要稳定的电力供应。因此，需要配备蓄电池储存光照条件良好时的太阳能电池板出力，并在夜晚、阴雨天等情况下为装置提供持续的电力供应。蓄电池充电方式包括初始充电、均衡充电、浮充3种。蓄电池首次投入使用时，进行初始充电；当蓄电池正常充电时，采用均衡充电；当蓄电池充电完成时，进行浮充。太阳能控制器对蓄电池荷电状态(Stateofcharge,SOC)进行实时监测与管理。当蓄电池SOC>0.9时，蓄电池充电完成，并进行浮充；当蓄电池0.9SOC0.2时，蓄电池正常充电，进行均衡充电；当蓄电池SoCV0.2时，蓄电池进入缺电状态，断开负载电源，待蓄电池恢复正常电量后投入负载。系统供能模块如图3所示。图3供能模块3.4 数据采集终端安装将数据采集终端独立安装于边坡上。由于输电杆塔基础埋深较大，自身结构强度存在冗余，基础位置与边坡之间存在距离，当边坡出现轻微滑坡时，难以对输电杆塔本身造成影响，因此，将数据采集终端独立安装于输电杆塔靠边坡侧有利于边坡滑坡的监测。由水泥基座将数据采集终端固定在输电杆塔附近边坡。整体结构建立在钢构架上。将北斗接收机的测量天线安装在钢构架顶端，以便于接收导航卫星的定位信号。将太阳能电池板安装在钢构架两侧。在钢构架一侧固定控制箱。控制箱中包括太阳能控制器、蓄电池组、数据处理终端和4G智能网关。控制箱结构如图4所示。太阳能控制器图4控制箱结构控制箱原理如图5所示。太阳能电池板输出的电能经太阳能控制器输出为24V电源供给数据处理终端、4G智能网关以及蓄电池组。数据处理终端通过导航卫星天线得到北斗定位伪距信息,并通过4G智能网关实现与后台的信息交互。4数据处理平台数据处理平台包括位置解算平台、数据分析平台、展示平台。4.1位置解算平台位置解算平台对北斗接收机数据进行预处理、基线向量解算、网平差处理。解算可以得到的北斗接收机的高精静态定位数据。当北斗接收机与基站距离小于IOkm时，可以实现亳米级的定位精度。目前地面参考基站已成网运行，对于南方电网运营区域均鹫现毫米级的定位精度。经测算，装置的定位精度可以达到水平±2mm+lppm,高程±5mm+IPPmo1）数据预处理包括对偏差量较大的数据进行初筛和剔除，将原始数据进行标准化加工。导航H星天线图5控制箱原理图2）基线向量解算步骤如下所述。（1）系统自检。检查控制参数、观测数据、星历数据、起算坐标等参数设置。（2）提取原始数据中的星历数据，并进行读取。（3）提取原始数据中的观测数据，包括观测时刻、观测时记录的定位坐标、伪距以及载波相位数据，并进行读取。（4）进行三差解算。建立涵盖接收机间差值、导航卫星间差值、历元间差值的三差观测方程。（5）周跳修复。通过载波相位求差法对发生周跳的历元进行探测，并采用拟合法修正发生周跳的历元。（6）进行双差浮点解算。（7）求解整周模糊度。（8）双差固定解算。根据求解得到的整周模糊度进行双差固定解算。3）网平差处理：对整个监测网络进行独立基线网平差，得到最终坐标。4.2 数据分析平台数据分析平台获取各监测点实时的三维坐标，并与初始坐标进行比对，从而获得该边坡监测点的位移变化量。对测量点有如下关系:(1)di=Xjt-Xki<dyi=Yji-Ykidzi=Zji-Zki式中：Xjr与分别为测量点，在观测时刻）和观测时刻上的X坐标方向水平平差值；Yji.4分别为测量点i在观测时刻j和观测时刻k的y坐标方向水平平差值；ZjiZh分别为测量点，在观测时刻）和观测时刻左的Z坐标方向高程平差值；久、外、%分别为测量点在X、y、Z坐标方向的位置变化量。测量点i的位移变化量乙为A=÷+（2）综合最大位移变化量4m与位移变化速率1.j两个指标对边坡滑坡情况进行评估。IimaX=max区）（3）M=红2生（4）j-k式中，1.ji、ZAI分别为观测时刻/和观测时刻上的位移变化量。当最大位移变化量ZgX或位移变化速率Ij超过阈值时，发出输电杆塔边坡滑坡预警。4.3 展示平台展示平台根据差异化的业务需求对输电杆塔边坡位移数据进行分类展示。其功能包括展示预警信息、历史比对信息，选定区域信息、选定线路信息。数据处理平台整体结构与数据流程如图6所示。地而增班越站有线专网边坡监潴终端APN无线专网前方电网电力专网f范斗国家数据中心>（北京）A运营商专线万历服务4B-B<2:位置解算千台位置大数据平台J安全交换装置信息中心机房南网GIS平台各类业务平台I图6数据处理平台整体结构与数据流程5系统实施与应用选取处于高边坡地带的IIOkV桃吕线16#杆塔作为工程实施对象。输电杆塔北侧边坡坡度较大，坡度超过70。前期已采用布帽进行遮盖防止水土流失，但仍存在较大边坡滑坡风险。设备管理单位前期采用定期巡视的方式对边坡情况进行人工检查。这种方式存在巡检周期长，交通不便的缺点。并且随着降水季节的到来，在边坡滑坡风险增大的同时，人工巡检难度和巡检风险也在增加。根据设备管理单位需求在输电杆塔边坡安装数据采集终端，对输电杆塔边坡滑坡情况进行在线监测。实施效果如图7所示。通过数据处理平台可以得到输电杆塔边坡监测点的三维测量数据。数据测量结果如图8所示。根据测量数据可知，输电杆塔边坡监测点位置波动较大，且波动量呈增长趋势。经现场查看，该杆塔运行风险较大，协调基建单位对杆塔基础采取了加固措施。图7数据采集终端的安装位置6结论本文采用输电杆塔边坡监测方法，利用北斗高精定位系统实现了输电杆塔边坡三维方向上的亳米级形变量的在线监测。通过在高边坡杆塔的实施案例，验证了方法的有效性。与传统人工巡视输电杆塔边坡的形式相比，在降低人力开支的同时，提高了监测的实时性，为搭建输电杆塔边坡在线监测系统提供了借鉴。时期图8数据测量结果采用在输电杆塔边坡选取测量点进行边坡监测的方法，可以在一定程度上反映边坡的稳定情况，但受制于测量点数量及选取位置，所得到的边坡信息仍显片面。在下一步的研究与实践中，还需增加对土壤含水量等数据的监测，以更为全面地进行边坡状态评估。附参考资料：北斗高精度定位技术在边坡变形监测中的应用简要介绍了北斗卫星导航系统，并基于北斗卫星导航定位系统建立了适合于边坡变形监测的北斗云监测系统，实现了从数据采集到监测结果显示的全过程自动化。分析了相对于传统边坡变形监测应用北斗技术对边坡变形监测的优势。设计了监测系统的精度试验，分析了系统精度与定位时长的关系，试验结果表明，定位时长为24h时，监测系统的水平方向的精度为2mm左右，完全满足公路高边坡变形监测的精度要求。将北斗云监测系统应用于高速某高边坡变形监测工程中，实现了对该边坡变形的自动化监测。监测结果表明北斗技术完全可以应用于边坡变形监测，对提高边坡变形监测能力具有重要意义。近年来，国家经济得到了飞速的发展，更加关注西部贫困地区的经济发展问题，对于西部地区的交通基础设施建设的投资也越来越多。西部山区地面起伏较大，修建高速公路难度较大，成本较高，同时会产生大量的挖方和弃方边坡。公路边坡是在人为作用下形成的，通常情况下是交通基础设施中最为脆弱的部分，因此，保障交通基础设施安全高效运行的有效途径之一就是对边坡的变形进行监测。传统的边坡监测方法主要是利用全站仪等仪器进行监测，其受到地形的影响较大，需要长期人工测量，且易造成人工测量误差等。而利用北斗技术对边坡进行监测，具有选点灵活、受地形等条件限制较少、自动化程度高、能够实时动态监测等优点1。本文以高速某高边坡变形监测为工程背景，应用北斗高精度GNSS监测仪，将北斗技术与边坡变形的实时监测与预警相结合，提高了对于边坡变形监测的效率，同时结合北斗云监测系统，实现了从数据采集到结果显示的全过程自动化。1基于北斗技术的边坡变形监测系统北斗云监测系统是基于北斗卫星导航系统,利用北斗高精度GNSS监测仪对边坡的位移变形量进行监测，并通过传输模块将监测数据实时回传到监测云平台，对监测数据进行处理分析，同时生成监测报告。该系统主要包括数据采集、数据传输、数据分析和结果显示四个部分，能够实现从数据采集到数据分析再到监测结果显示的全过程自动化。1.1 北斗卫星导航系统简介北斗卫星导航系统(BDS)是我国自行研制的、具有完全知识产权的全球卫星导航系统。年月日起，我国的北斗卫星导航业务正式开始对亚太地区提供无源定位、导航和授时服务2-3。年月日，我国北斗三号导航基本系统已经完全建成，开始向全球提供导航服务4。1.2 北斗高精度GNSS监测仪监测设备主要为北斗GNSS监测仪，仪器主要由GNSS定位天线、太阳能电池板、主机箱三部分组成。整个GNSS监测仪布置在现场浇筑的水泥墩上，水泥墩埋入地下60cm,露出地面20cm,可以防止因设备安装不稳导致的测量误差，同时可以减小下雨时雨水汇集对设备的损害。设备安装如图1所示，最顶端为GNSS定位天线，用来接收北斗定位信号。往下是太阳能电池板，太阳能电池板下面为主机箱，里面包括蓄电池、北斗定位模块、数据传输模块和数据天线等。数据传输模块内置一张4GSIM卡，通过与数据天线的协同作用，对监测数据进行无线传输。m设普及舞安装N9F.!ManifortiiaeqMtprncntami*ntaBtMNdaagram北斗GNSS监测仪开始工作时，先通过定位模块获取定位数据，然后定位数据通过数据模块和数据天线利用4G无线网络传输到监测云平台。1.3 监测云平台北斗GNSS监测仪将监测数据传输至数据汇总站，然后通过4G网络传输方式将数据上传至监测云平台进行数据储存。监测云平台接收数据，根据预设的预警模型对GNSS数据进行处理与分析，并对位移量超过限定值的监测结果进行三级预警，同时编制监测报告，发布预警信息。用户及相关人员可以经过网络授权，通过PC客户端或手机APP看到各监测点在选择的监测周期内的监测数据、变化曲线和监测报告。同时工程技术人员可以根据现场查勘对监测报告进行修正，避免系统误报的情况发生。2北斗技术在变形监测中的优势随着第三代北斗导航系统建设的推进，北斗定位的精度不断提高，目前北斗高精度定位技术也逐渐被应用于各种工程领域。肖玉钢等通过优化识别算法分析实测数据，得到了毫米级定位精度，验证了利用北斗技术应用于变形监测的可行性。和永军等将北斗高精度位移监测技术应用于桥梁健康监测中，实现了桥梁变形的全天候、自动化的监测。吴焕琅等7将北斗高精度定位技术应用于大坝形变监测，通过对定位数据进行误差修正，达到了亳米级的精度，实现了北斗大坝形变监测。研究表明北斗定位技术用于缓慢变形监测的研究已足够成熟，完全可以用于边坡工程的变形监测。相对于传统的变形监测技术，利用北斗高精度变形监测技术对边坡变形监测具有以下优势：(1)自动化程度高与全站仪等传统的测量工具相比，利用北斗进行监测可实现自动监测、自动记录。监测过程不需要人工操作，能够实现一次布置，多年随时随地获取测量数据。(2)监测效率高传统的监测方法监测效率低，获取数据少，而利用北斗进行边坡位移监测可实现数分钟内得到一组精确定位数据，能够实时监测边坡的变形。(3)可全天候稳定工作北斗定位所使用的GNSS监测仪不易受到温度、湿度、天气和昼夜变化的影响，不需要经常维护，基本可以达到一次安装、多年使用的要求。与传统的测量手段相比，利用北斗技术监测边坡变形可以实现全天候全自动的稳定工作。(4)对地形要求低北斗定位设备不要求通视条件，受地形、植被影响较小，且体积小、额定功率低，可使用太阳能电池供电，不需要较大的空旷区域，设备的安装和拆除也很方便。(5)符合国家发展战略过去我国定位和导航产业长期依赖于美国的GPS定位系统，对于国家的安全和可持续发展产生了巨大的威胁。而如今，我国自主研发了自己的北斗卫星导航系统，同时国家大力推广北斗卫星导航系统在民用工程中的应用。因此，将北斗卫星导航技术应用于边坡安全的在线监测工程，符合国家北斗卫星导航的发展战略。3边坡变形监测系统的误差分析3.1 北斗卫星导航系统定位误差北斗卫星导航系统的误差主要来源于北斗卫星导航系统的定位误差。根据是否有参照位置，北斗卫星导航系统的定位方法可以分为绝对定位和相对定位。绝对定位又称为单点定位，定位精度相对较低，水平和竖直方向误差小于10m8,可用于卫星导航中，但不能满足边坡变形监测对精度的要求。相对定位主要是指利用两台或多台北斗监测仪同时进行定位(图2)o其中，放置在被监测地点的北斗监测仪被称为监测站，而另一台起到基准参照点作用的北斗监测仪被称为基准站。这样可以有效的降低北斗卫星导航系统的定位误差，提高监测精度。同时可以通过延长相对定位的时间，实现监测系统的亳米级定位。图2相对定位示意图FQ2Sketchofrelativepoitioning3.2 北斗监测系统精度试验3.2.1 试验目的本次试验主要测试边坡变形监测系统的精度，确定北斗相对定位的精度和定位时长的关系，以满足高边坡变形监测的精度要求。由于北斗GNSS监测仪的水平方向精度大于竖直方向精度，在边坡变形监测中，水平方向的监测数据更为可靠。因此本次试验只测试北斗监测系统在水平方向上的精度。3.2.2 试验环境利用北斗相对定位进行精确测量时，应确保周围无山体、树木等遮挡，同时要确定至少可以搜索到4颗及其以上的北斗卫星。因此本次试验将监测站设置在长安大学水力实验室的楼顶，将基准站设置在附近500m外的空旷草地上，两点附近均无遮挡，可以通视。3.2.3 试验方案本次试验通过移动监测站，利用直尺和北斗相对定位的方法，同时测量水平方向上的位移，由于试验每次挪动监测站的距离较短且试验周期相对较短，可认为直尺测量位移为实际位移，通过对比两者之间的差值，分析北斗相对定位在水平方向上的精度。试验装置由直尺、北斗定位设备、滑块组成。在远处放置另一台北斗定位设备作为基准站，由北斗定位设备和滑块组成监测站。对于监测站，试验时，滑动滑块至目标位置，以直尺测量的滑动距离为标准，通过北斗相对定位的位置变化与直尺测量的位置变化进行对比，分析出北斗相对定位水平方向上的精度。具体的试验步骤如下：(1)将北斗定位天线固定在滑块上，将滑块放置在水平面上，在其旁边放置一把直尺；(2)记录北斗定位天线对应直尺的刻度，同时使用北斗相对定位时间Tl,得到一次定位结果；(3)调整定位时长Ti,得到不同时刻的定位结果完成一组试验，分析不同定位时长的北斗相对定位精度；(4)缓慢挪动滑块，使滑块水平挪动IOmm(相对于直尺)；(5)重复步骤(2)(4)共20次，完成试验，得出不同北斗点对定位时长T对应的定位精度。3.2.4 试验结果定位时长T分别选为Imin、lh、6h和24h四个时间长度，并以水平直尺的刻度变化为横坐标、以北斗测量的水平位移量为纵坐标作图(图3)o-n定位时KjmmO定位时长Ib4定位时氏6h.定位时长Mh理鹭窝线020406080100120140160ISO200水平只尺刻度变化mm图3北斗变形监测系统精度试验结果Fig.3ResultsofBcidoudeformationmonitoringsystemaccuracytest图3为北斗变形监测系统的精度试验结果。可以明显看出定位时长越长，监测系统的精度越高，更接近于理想测量线。当定位时长为Imin时，变形监测的最大误差为18.267mm；定位时长为1h时;变形监测的最大误差为7.692mm；定位时长为6h时，变形监测的最大误差为3.497mm；定位时长为24h时，变形监测的最大误差为2.071mm。由于工程中实际使用的北斗监测仪使用太阳能供电，具备可全天候稳定工作的能力，因此，选择定位时长为24h,最大限度的提升其监测精度。4实际应用4.1 工程简介本次监测工程为高速20标段某路堑边坡，中线挖方高度2.56m,左侧最大挖方高度82.2m。该高边坡区所处于剥蚀丘陵硬质岩区，山体较陡，自然状态下山体稳定。既有高速公路边坡开挖坡度为1：0.75,坡脚取53°,顶部平缓，坡向约8°,线路中心最大挖方深度82.2m。最下一级边坡设置抗滑桩挡墙，上几级边坡采用锚杆框架梁防护，顶部设置截水沟。坡面植被稀疏，主要低矮灌木，大面积基岩出露。深挖路堑内未发现断层构造，岩层主要为中风化灰岩，岩层产状为112°N49°,主要发育三组节理，分别为J1：10°Z78o、J2：99°Z58o和J3：339oZ55oo区内的新构造运动以断裂的继承性和断块的差异性活动为基本特征。第四系以来，区域内没有较大破坏性影响的构造运动。边坡体主要由中风化灰岩、泥质灰岩、燧石灰岩、页岩构成，节理裂隙较发育，可能形成不稳定楔形岩体，对边坡稳定不利，利用赤平投影法对边坡稳定性进行分析。边坡坡面、岩层面、节理Jl、J2、J3的倾向和倾角如表1所示，绘制赤平投影如图4所示。表1赤平图投影参数图4赤平投影分析图F.4Thenl>>tidiagramofStcrcographicprojection根据赤平图可判断出边坡整体稳定性较好。根据公路路基设计规范(JGJD302015)对高边坡监测的要求，采用北斗技术对该边坡实施动态监测。4.2 监测点布设由于该公路路堑边坡目前处于基本稳定状态，对其实时动态监测，主要是监测其位移量变化，判断其稳定状态。该边坡坡底及坡面已进行了工程加固，变形量较小，不能准确地反映边坡整体的状态，而坡顶受到累计位移的影响，整体变形量会较大，因此，将3个GNSS监测仪均布设在边坡的坡顶位置，分别位于K127+520,K127+620和K127+700位置处，并将其分别命名为北斗1#>2#和3#(图5)0同时在公路右侧山顶上布设1个GNSS监测仪作为基准站和数据汇总站。图5监涌冏点布设示意图Fifl.5Monitoringnetworklayout4.3 监测结果分析自2018年8月中旬上线以来，监测系统一直处于稳定工作状态。系统设置每天监测时长24h,即监测仪不间断工作，每天回传一组数据。图6图8所示为监测开始到2019年7月初各点的监测结果。20标KI"tS20点位OM)3074)2图6北斗1#增量位移Fig.6Bcidou1#incrementaldisplacement图7北斗2#增量位移图FigJBcidou2#incrementaldisplacement20XKI27或700点付图8北斗3#增量位移图Fi0.8Bcidou5#incrementalditplaccmcnt图6图8为边坡监测点的累计位移量，图中水平位移和竖直位移的曲线均处于波动状态，由于北斗监测的竖直方向的精度较低，因此在分析边坡变形时，以水平方向的位移为主。北斗1#监测点的水平方向的累计位移最大为8.37mm,竖直方向累计位移在-4.646.59mm波动；北斗2#监测点水平方向的累计位移最大为6.36mm,竖直方向累计位移在-5.8610.02mm波动；北斗3#监测点水平方向的累计位移最大为5.58mm,竖直方向累计位移在-7.573.64mm波动。1#监测点位的水平方向的位移量自2019年入春以来呈现快速增长的趋势，水平位移达到了8.37mm。初步认定为由于降雨量的增加，使边坡产生了较小的位移，应进一步观察该点的位移状况，若位移量继续快速增大，应结合现场的状况，对边坡采取有效的防护措施，防止灾害的发生。2#和3#监测点位的水平方向位移均小于6.5mm,且没有明显的加快趋势，考虑到水平方向的位移精度为2.061mm,认为2#和3#点位的水平方向位移均小于9mm,因此可判断2#和3#点位处于稳定状态。综合3个点位的位移变化规律，可认为，该边坡目前处于稳定状态，但须对1#点位加强观测，若变形持续增大，应采取一定的防范措施。5结论本文简要概述了将北斗技术用于对边坡变形监测的可行性，并且成功的将其应用于高速某高边坡的位移监测。结论如下：(1)北斗位移监测具有自动化程度高、布设灵活、受地形影响较小、可全天候稳定工作的优点。(2)通过变形监测试验认为，利用北斗云监测系统对边坡变形进行监测，其精度水平可以达到水平方向2mm左右,完全可以满足边坡变形监测的精度要求。(3)高速某高边坡的位移监测表明北斗技术完全可以用于实际边坡的变形监测，值得广泛推广。