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图 ７ ＳＡＡ在两河口堆石坝的埋设

４ 新型外观变形监测技术

４．１ ＧＮＳＳ?北斗 ＢＤＳ ＧＮＳＳ变形监测需在土石坝工程上选取合适的基准点和监测点，布设连续固定
的静态 ＧＮＳＳ监测阵列。ＧＮＳＳ以一定时间间隔进行数据采集、数据传输、平差计算和变形分析，获取
连续变形监测 数据 ［４２］ 。ＧＮＳＳ监测 系统涉 及 到复杂的 定位 技术，包 括实 时 动 态载 波 相 位 差 分 （Ｒｅａｌ
ＴｉｍｅＫｉｎｅｍａｔｉｃ ，ＲＴＫ）技术、精密单点定位（ＰｒｅｃｉｓｅＰｏｉｎｔＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ＰＰＰ）技术等，各技术原理区别
显著，适用不同监测环境 ［４３］ 。
杨光等 ［２３］ 于 ２００３年将 ＧＮＳＳ成功应用于小浪底堆石坝。ＧＮＳＳ变形监测系统具有全天时、全天
候、全同步、全自动等显著优势，能够解决水准仪等常规外观变形监测技术的工作强度大、易受环境
与天气等影响等问题 ［４４］ 。ＧＮＳＳ曾因国内终端研究不足，采用进口接收机而导致监测成本较高。经过
技术发展，目前采用国内外终端的 ＧＮＳＳ在土石坝的变形监测精度差异并不大（表 ３），监测成本已大
幅降低。但 ＧＮＳＳ变形监测在土石坝应用中也存在一定的局限性，如对天通视的要求高，导致坝基等
处的观测易受库岸及坝体遮挡而受阻。图 ８以某土石坝为例展示了 ＧＮＳＳ变形监测系统测点布置，其
中 ＪＺ０１、ＪＺ０２与 ＪＺ０３为基准点，ＧＰ０１、ＧＰ０２与 ＧＰ０３为监测点，分别位于坝顶、坝中和坝底。ＧＰ０１
净空条件最好，监测点位精度能优于 ２ｍｍ；而 ＧＰ０３处于坝底，卫星信号被遮挡较严重，需要融合
ＧＮＳＳ和测距仪才能达到 ２ｍｍ的监测精度 ［４５］ 。

表 ３ 采用国内外终端的 ＧＮＳＳ监测精度对比

来源 型号 水平精度 垂直精度
国外 徕卡 ＧＭ３０；天宝 ＮＥＴＲ９ ３ｍｍ ＋ ０．１ｐｐｍ ３．５ｍｍ ＋ ０．４ｐｐｍ
国内 华测 Ｐ５；中海达 ＭＳ３０２ ２．５ｍｍ ＋ ０．５ｐｐｍ ５ｍｍ ＋ ０．５ｐｐｍ

在 ＧＮＳＳ初步应用于土石坝变形监测时，受美国技术垄断影响，只能采用 ＧＰＳ获取监测数据。随
着国家于 ２０１３年颁布《国家卫星导航产业中长期发展规划》，北斗产业化进程逐步深入 ［４６］ 。因 ＧＰＳ由
美国国防部研制管理，有学者出于安全性考虑采用北斗卫星导航系统（ ＢｅｉｄｏｕＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ，
ＢＤＳ）进行变形监测 ［４７］ 。此外，基于 ＢＤＳ的变形监测系统成功应用于世界上海拔最高的乌索伊堰塞

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