我国蕴藏了极为丰富的水能资源,目前已建成的大坝约25800座,对大坝实施准确、实时的安全监测非常重要。本文介绍了大坝监测的目的、要求和方法,总结了常规监测方法存在的问题:成本高、观测条件差、水雾化影响、分级布网、实时性与同步性差。 GPS技术具有“高精度、高可靠性、高效益、高自动化”的优势,随着GPS技术的逐步完善,测量工作者已将GPS应用于变形监测领域。而西部地区的大坝多建造在高山峡谷之间,GPS的应用受到很大的限制。本文分析了GPS测量的影响源及其精度,总结了GPS应用于大坝变形监测的难点,介绍了本试验研究具备的条件。 本文针对高精度GPS水平位移监测开展了模拟试验研究,论证了GPS技术应用于大坝变形监测的技术可行性,研究了需要采取的措施和方法。经过特制基座、仪器检测、试验设计、软件学习,具备了模拟试验的基本条件,进行了数据采集和处理分析。利用参数比较方法,通过分析GPS基线精度、点位坐标精度和外符合情况,确定了GPS应用于变形监测时采用的最佳参数:高度截止角、时段长度、最佳观测时段、基准点数量及其分布、起算点坐标精度、对流层参数估计、软件与星历。 通过紫坪铺水利枢纽工程大坝监测基准网工程实例,开展了高精度GPS测量的比测试验研究。本文介绍了常规边角网的情况和GPS比测的过程,经过与常规边角网的边长、坐标的比较和分析,证明了GPS应用于高精度变形监测实践的可行性。 本试验研究结果表明:利用GPS技术进行大坝水平位移监测是可行的,只要采取一定的措施和方法,能够满足规范的精度要求;同时确定了GPS变形监测时采用的最佳参数,掌握了GPS技术应用于大坝变形监测的方法。这有利于直接指导生产实践,达到了试验研究的预期目标。 本文最后介绍了GPS大坝变形监测的优势,并为下一步的研究和实践提出了一些有益的建议。