CN107816933B - Gnss参考站位移检校方法和检校装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种GNSS参考站位移检校方法和检校装置，涉及工程安全监测技术领域，提供一种能够简便地对GNSS参考站水平位移进行检校的方法和装置。该方法为在GNSS参考站附近设置位移检校装置，位移检校装置包括倒垂线、倒垂线孔、倒垂线保护管、锚固装置、浮力装置和支架；参考站设置在具有检校装置墩的基础上；倒垂线孔由检校装置墩表面延伸至地下的稳定基岩内，支架设置在检校装置墩上，浮力装置与支架连接，倒垂线保护管嵌入倒垂线孔，倒垂线位于倒垂线保护管内，倒垂线下端通过锚固装置与稳定基岩锚固，倒垂线上端与浮力装置的浮体连接，浮力装置的浮力使得倒垂线始终处于绷紧状态；利用测量仪器测量倒垂线上端的位移量，即可得知GNSS参考站位移量。

Description

GNSS参考站位移检校方法和检校装置
技术领域
本发明涉及工程安全监测技术领域，尤其涉及一种GNSS参考站位移检校方法和检校装置。
背景技术
近年来，我国水电发展迅速，一批高坝大库陆续建成或正在修建，如三峡大坝(181m)、澜沧江小湾拱坝(294.5m)雅砻江锦屏一级拱坝(305m)、金沙江溪洛渡拱坝(285.5m)等，随着坝高和库容的不断增加以及监测技术的发展，GNSS(全球卫星定位系统)观测法逐步应用与水电工程安全监测领域，尤其是应用监测控制网的观测中(此时被称为GNSS参考站)，人们越来越关心GNSS参考站在工程安全监测中的检校问题。
在工程安全监测领域，通常采用大地测量法(人工)进行监测控制网的观测，该方法约束条件多，比如要求控制网点需离坝址近、测站之间需通视、人工测量频次低、观测精度受人为干扰明显等。GNSS观测实现表面变形监测自动化，原理是以GNSS参考站作为不动点，通过与测点同时接收卫星信号进行位移监测，从而得到测点相对于GNSS参考站是否发生位移。但往往作为不动点的GNSS参考站由于地质和气象因素也可能发生位移，从而影响了观测到的被测物体位移的真实性。GNSS如没有发生位移，直接以测区GNSS参考站为不动点，可进行相应的位移测量；如果发生了位移，通过与国家或地方基准站联测数据对位移进行修正，将修正后的测区GNSS参考站坐标作为不动点，再与测点同步接收卫星信号并进行差分处理，以得到改正后的测点的坐标，从而得知测点是否发生位移。目前，GNSS观测不需通视并可进行与国家或地方基准站联测，所以很多工程采用了这种监测手段，但与国家或地方基准站联测受到许多局限，如国家或地方基准站数据的获得、联测的频次是否满足要求等。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种能够简便地对GNSS参考站水平位移进行检校的GNSS参考站位移检校方法。
为解决上述问题采用的技术方案是：GNSS参考站位移检校方法包括如下步骤：
A、在GNSS参考站附近设置位移检校装置，位移检校装置包括倒垂线、倒垂线孔、倒垂线保护管、锚固装置、浮力装置和支架；GNSS参考站设置在一个基础上，基础上设置有检校装置墩；倒垂线孔由检校装置墩表面延伸至地下的稳定基岩内，支架设置在检校装置墩上并与倒垂线孔位置对应，浮力装置与支架连接，倒垂线保护管嵌入倒垂线孔，倒垂线位于倒垂线保护管内，倒垂线下端通过锚固装置与稳定基岩锚固，倒垂线上端与浮力装置的浮体连接，浮力装置的浮力使得倒垂线始终处于绷紧状态；
B、利用测量仪器测量倒垂线的位置变化；
C、将倒垂线的位置变化量换算成倒垂线上端的水平位移量，GNSS参考站的位移量等于倒垂线上端的位移量，因此得到了GNSS参考站的水平位移量；
D、用GNSS参考站的水平位移量修正GNSS参考站的位置。
进一步的是：倒垂线位于倒垂线保护管的中心。
本发明要解决的另一技术问题是：提供一种能够简便地对GNSS参考站水平位移进行检校的GNSS参考站位移检校装置。
为解决上述问题采用的技术方案是：GNSS参考站位移检校装置包括倒垂线、倒垂线孔、倒垂线保护管、锚固装置、浮力装置和支架；GNSS参考站设置在一个基础上，基础上设置有检校装置墩；倒垂线孔由检校装置墩表面延伸至地下的稳定基岩内，支架设置在检校装置墩上并与倒垂线孔位置对应，浮力装置与支架连接，倒垂线保护管嵌入倒垂线孔，倒垂线位于倒垂线保护管内，倒垂线下端通过锚固装置与稳定基岩锚固，倒垂线上端与浮力装置的浮体连接，浮力装置的浮力使得倒垂线始终处于绷紧状态。
进一步的是：倒垂线位于倒垂线保护管的中心。
本发明的有益效果是：(1)利用本发明的倒垂线法校验GNSS参考站水平位移并据此进行GNSS参考站位置修正，倒垂线观测方便、精度高，定期观测倒垂线，即知起算基点的相对变化，可消除表面气象因素对GNSS参考站的影响，保证GNSS参考站的相对稳定性，提高水电工程安全监测准确性。
(2)克服了GNSS参考站与国家或地方基准站联测的频次问题，倒垂线观测可满足不同时期、不同形式的联测要求，操作更可行、更便捷。
(3)倒垂深度视地质情况决定，能测出相对于深部锚块点的变化值，点位修正精度可达0.2mm，精度较高。
(4)GNSS参考站可以减少与国家或地方基准站联测，克服了数据难以获得的缺点。
附图说明：
图1是GNSS参考站位移检校装置结构图；
图中标记为：GNSS参考站1、位移检校装置2、倒垂线2-1、倒垂线孔2-2、倒垂线保护管2-3、锚固装置2-4、浮力装置2-5、支架2-6、基础3、检校装置墩3-1、稳定基岩4。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
GNSS参考站位移检校方法包括如下步骤：A、在GNSS参考站1附近设置位移检校装置2，位移检校装置2包括倒垂线2-1、倒垂线孔2-2、倒垂线保护管2-3、锚固装置2-4、浮力装置2-5和支架2-6；GNSS参考站1设置在一个基础3上，基础3上设置有检校装置墩3-1；倒垂线孔2-2由检校装置墩3-1表面延伸至地下的稳定基岩4内，支架2-6设置在检校装置墩3-1上并与倒垂线孔2-2位置对应，浮力装置2-5与支架2-6连接，倒垂线保护管2-3嵌入倒垂线孔2-2，倒垂线2-1位于倒垂线保护管2-3内，倒垂线3-1下端通过锚固装置2-4与稳定基岩4锚固，倒垂线2-1上端与浮力装置2-5的浮体连接，浮力装置2-5的浮力使得倒垂线2-1始终处于绷紧状态；B、利用测量仪器测量倒垂线2-1的角度变化；C、将倒垂线2-1的角度变化量换算成倒垂线2-1上端的水平位移量，GNSS参考站1的位移量等于倒垂线2-1上端的位移量，因此得到了GNSS参考站1的水平位移量；D、用GNSS参考站1的水平位移量修正GNSS参考站1的位置。
本发明GNSS参考站1、浮力装置2-5和支架2-6设置在同一基础3上，由于地质和气象因素，基础3发生位移，GNSS参考站1、浮力装置2-5和支架2-6随基础3一起位移并且位移量相同。倒垂线2-1上端与浮力装置2-5连接，因此倒垂线2-1上端与GNSS参考站1位移量相同，而倒垂线2-1下端锚固在固定不动的稳定基岩4上，因此测得倒垂线2-1上端相对于下端的移动量，即可得知GNSS参考站1的位移量。
倒垂线2-1上端相对于下端的移动量通过测量仪器测量倒垂线2-1的角度变化测得，测量仪器可以是垂线坐标仪或测尺，可将测量仪器安装在检校装置墩3-1上进行测量。
为了避免倒垂线2-1角度变化后与倒垂线保护管2-3接触到，影响测量精度，倒垂线2-1应位于倒垂线保护管2-3的中心，倒垂线保护管2-3的内径也应合理控制。
浮力装置2-5是现有技术产品，其作用是对倒垂线2-1上端提供向上的力，使倒垂线2-1绷紧，浮力装置2-5最好是恒定浮力式的浮力装置。

Claims (3)

1.GNSS参考站位移检校方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、在GNSS参考站(1)附近设置位移检校装置(2)，位移检校装置(2)包括倒垂线(2-1)、倒垂线孔(2-2)、倒垂线保护管(2-3)、锚固装置(2-4)、浮力装置(2-5)和支架(2-6)；GNSS参考站(1)设置在一个基础(3)上，基础(3)上设置有检校装置墩(3-1)；倒垂线孔(2-2)由检校装置墩(3-1)表面延伸至地下的稳定基岩(4)内，支架(2-6)设置在检校装置墩(3-1)上并与倒垂线孔(2-2)位置对应，浮力装置(2-5)与支架(2-6)连接，倒垂线保护管(2-3)嵌入倒垂线孔(2-2)，倒垂线(2-1)位于倒垂线保护管(2-3)内，倒垂线(2-1)下端通过锚固装置(2-4)与稳定基岩(4)锚固，倒垂线(2-1)上端与浮力装置(2-5)的浮体连接，浮力装置(2-5)的浮力使得倒垂线(2-1)始终处于绷紧状态；
B、利用测量仪器测量倒垂线(2-1)的位置变化；
C、将倒垂线(2-1)的位置变化量换算成倒垂线(2-1)上端的水平位移量，GNSS参考站(1)的位移量等于倒垂线(2-1)上端的位移量，因此得到了GNSS参考站(1)的水平位移量；
D、用GNSS参考站(1)的水平位移量修正GNSS参考站(1)的位置。
2.根据权利要求1所述的GNSS参考站位移检校方法，其特征在于：倒垂线(2-1)位于倒垂线保护管(2-3)的中心。
3.GNSS参考站位移检校装置，其特征在于：包括倒垂线(2-1)、倒垂线孔(2-2)、倒垂线保护管(2-3)、锚固装置(2-4)、浮力装置(2-5)和支架(2-6)；GNSS参考站(1)设置在一个基础(3)上，基础(3)上设置有检校装置墩(3-1)；倒垂线孔(2-2)由检校装置墩(3-1)表面延伸至地下的稳定基岩(4)内，支架(2-6)设置在检校装置墩(3-1)上并与倒垂线孔(2-2)位置对应，浮力装置(2-5)与支架(2-6)连接，倒垂线保护管(2-3)嵌入倒垂线孔(2-2)，倒垂线(2-1)位于倒垂线保护管(2-3)内，倒垂线(2-1)下端通过锚固装置(2-4)与稳定基岩(4)锚固，倒垂线(2-1)上端与浮力装置(2-5)的浮体连接，浮力装置(2-5)的浮力使得倒垂线(2-1)始终处于绷紧状态，倒垂线(2-1)位于倒垂线保护管(2-3)的中心。
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