[发明专利]基于GPS定位的沉降监测装置及监测方法

权利要求书

1.一种基于GPS定位的沉降监测装置，其特征在于，包括：多个设置在混凝土底座上的静力水准仪，其中一个静力水准仪为基准点静力水准仪；所述基准点静力水准仪旁侧设置有静态GPS测量终端；全部所述静力水准仪分别由通液连通管和通气连通管构成相互连通；全部所述静力水准仪内的传感器和所述静态GPS测量终端均连接上位机。

2.根据权利要求1所述的基于GPS定位的沉降监测装置，其特征在于：所述静态GPS测量终端通过对接螺栓固定于设置在基准点静力水准仪旁侧的安装架上，所述静态GPS测量终端通过太阳能供电，通过无线通信连接上位机。

3.根据权利要求1所述的基于GPS定位的沉降监测装置，其特征在于：所述上位机连接有报警器，所述上位机为计算机。

4.根据权利要求1所述的基于GPS定位的沉降监测装置，其特征在于：所述静态GPS测量终端替换为北斗定位装置。

5.一种基于GPS定位的沉降监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据工程监测方案的要求，在各监测点设置静力水准仪，采用连通管将所有静力水准仪的贮液容器相连，往贮液容器内注入液体，并等待液体液面完全静止；

步骤2：基准点初始高程H_1初的确定：选定其中一监测点为基准点，在所述基准点处设置静态GPS测量终端，所述静态GPS测量终端测量获得基准点的高程，并按照预设的测量周期更新基准点的高程H_1变；

步骤3：其它监测点高程H_i初的确定：由各静力水准仪内的传感器测得每一静力水准仪液面的初始液位值，分别为：H₁₀、H₂₀、H₃₀、H₄₀、······、H_i0，其中，H₁₀为基准点的静力水准仪初始液位值；

由于各监测点处静力水准仪液面初始液位值相对基准点的差值分别为：

Δh₂＝H₂₀-H₁₀，Δh₃＝H₃₀-H₁₀，······，Δh_i＝H_i0-H₁₀

则各监测点处高程可按下式计算获得：

H_2初＝H_1初-Δh₂，H_3初＝H_1初-Δh₃，······，H_i初＝H_i初-Δh₂；

步骤4：发生沉降后，高程的确定：

①液位变化量计算：

如果有监测点发生沉降，各监测点液位变化量分别按下式计算：

Δh₁＝H₁-H₁₀，Δh₂＝H₂-H₂₀，······，Δh_i＝H_i-H_i0；

如Δh_i＞0，则表示液面贮液容器内的液面升高，反之则表示贮液容器内的液面降低；

②监测点相对基准点的垂直变形量计算：

其它各监测点相对于基准点的垂直位移(沉降量)，分别按下式计算：

ΔH₂'＝Δh₁-Δh₂，ΔH₃'＝Δh₁-Δh₃，······，ΔH_i'＝Δh₁-Δh_i；

其中计算结果：ΔH_i'＞0表示该监测点相对于基准点为垂直向上变形，反之为垂直向下变形；

③监测点变形后的高程计算：

H_2变＝H_1变+ΔH₂'，H_3变＝H_1变+ΔH₃'，······，H_i变＝H_1变+ΔH_i'；

步骤5：监测点沉降预警：当监测点沉降变形达到预设的预警值，则进行报警处理，并给出具体监测点位的位置及沉降值，各监测点的绝对沉降量按下式计算：

ΔH₁＝H₁₀-H_1变，ΔH₂＝H₂₀-H_2变，······，ΔH_i＝H_i0-H_i变。