DB43T-北斗全球卫星导航系统（GNSS）形变监测技术规程编制说明.docx

北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测技术规程（征求意见稿）地方标准编制说明一、任务来源本标准制定项目来源于湖南省市场监督管理局下达的2022年第一批地方标准制修订项目计划中的工作任务，结合我省北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测行业的实际情况和该行业的标准状况，制定了本标准。由湖南联智科技股份有限公司牵头负责本标准的具体制订。二、制定标准的目的、意义及原则1、目的、意义随着技术的不断发展和进步，北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测技术已经成为了现代土木工程领域和相关科学研究领域的一种重要技术手段，为各种应用场景提供了高精度、高可靠性的定位和监测服务。同时，随着技术的不断发展和进步，北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测技术的精度和可靠性也不断提高。现代的北斗/全球卫星导航系统（GNSS）接收机及解算软件通过解析RTCM数据可以提供毫米级的定位精度，可以实现高频率、长时间的形变监测，为基础设施各领域提供毫米级的形变监测服务。此外，结合先进的信号处理技术和计算机技术，还可以实现对复杂环境条件下的形变监测。通过北斗/全球卫星导航系统（GNSS）实时或准实时的形变监测，可以及时发现和预测结构物的异常情况，避免潜在的安全风险和事故。同时，北斗/全球卫星导航系统（GNSS）技术还可以提供高精度、高频率、长时间的数据记录和分析，有助于了解基础设施的历史变化和未来发展趋势，为工程设计和安全保障提供重要的决策支持。制定北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测技术标准的目的是为了规范使用北斗/全球卫星导航系统(GNSS)进行形变监测的流程和方法，提高监测的准确性和一致性。该标准将详细规定监测的设备、步骤、数据处理、精度要求等方面，为实际应用提供明确的指导。制定北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测技术标准的意义：(1)提高北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测工作规范性：本标准的指定明确了北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测的设备、安装、运维、功能、处理、应用等要求，有助于规范我省的北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测工作。(2)提高监测的准确性和可靠性：通过制定标准，可以规范各领域形变监测的流程和方法，减少人为因素和操作不当对监测结果的影响，从而提高监测的准确性和可靠性。(3)促进技术的应用和推广：标准化的技术和流程有利于推动北斗/全球卫星导航系统(GNSS)在形变监测领域的应用和推广，提高监测效率和准确性。(4)促进产业的发展和规范化：标准能够为产业发展提供规范和引导，推动北斗/全球卫星导航系统(GNSS)在形变监测领域的产业发展和技术创新。2、制定标准的原则本标准制订主要依据GB/T1.1-2020的要求进行，制定原则如下：(1)先进合理性。结合我省北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测技术的实际情况，并调研了编制组内单位及市场上其他北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测项目的运行情况，保证标准的科学性、先进性和合理性；(2)科学指导性。本着促进我省北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测技术的良性发展，提高形变监测工作服务质量，反映市场需求，促进经济发展的原则，结合了形变监测项目的实际应用情况，确定北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测各项工作要求，保证该标准具有较强科学指导性。(3)协调一致性。本标准与所涉及的相关标准应协调一致，以保证北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测相关设备、安装与应用的协调性，增强标准的实用价值，提升我省北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测工作服务质量。3、国内外研究情况标准起草小组查阅了大量国内外相关文献资料及标准，发现在北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测领域的研究和应用方面，国内已经取得了一定的进展。通过查阅资料发现相关的规范、规程仅仅在监测方法部分建议采用北斗/全球卫星导航系统(GNSS)进行形变监测工作并明确了相关的技术要求。缺乏北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测工作专用的规范规程。在国际上，许多国家和地区也在积极研究和探索北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测技术。例如，美国、欧洲、日本等国家和地区制定的GPS控制网规范、欧洲卫星导航系统（GaIiIeo）形变监测规范等。同时，一些像国际测量联合会（FlG）、国际地球科学联合会（IUGG）等国际组织和机构也在积极研究和推广北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测的规范和标准。另外，一些国际学术组织也在推动北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测规范的研究和应用，例如国际地球观测组织（GEO）、国际地球动力学和大地测量学会（IAG）等。尽管国内外规范和标准规定了北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测的一些具体要求和方法，但还是不够系统和全面，在一些具体的应用场景中描述还不够细致，对于不同情况下的设备选型、安装维护、数据处理、分析、精度要求等具体细节还需要进一步细化和完善。三、参加单位本标准的起草单位：湖南联智科技股份有限公司、中南大学、湖南大学、湖南省交通科学研究院、长沙理工大学、湖南建院建设工程检测有限责任公司、中国石油化工股份有限公司中原油田普光分公司、湖南联智监测科技有限公司、湖南轨道技术应用研究中心有限公司、湖南交通职业技术学院、湖南澧水工程项目管理有限公司。四、工作简要过程2021年10月，湖南联智科技股份有限公司在前期资料搜集、市场调研和项目应用的基础上，依据相关标准申报规定向湖南省市场监督管理局提出了标准申报计划并提交了相关资料。2022年1月标准制定任务下达后,湖南联智科技股份有限公司、中南大学等U家单位迅速组成立了北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测技术规程标准起草组，并召开了项目启动会议。会上确定了标准制订原则、标准大纲并明确了具体分工和时间安排，开始了标准制定工作。标准起草组根据计划要求，结合国家政策和实际应用需求，深入到不同领域和场景进行调查摸底，并对应用场景的形变监测结果进行了汇总分析，并结合目前我省北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测的实际使用情况，对标准的范围、技术指标进行了充分讨论，确定了该项标准制定的范围和主要技术内容。标准起草过程具体分为3个阶段。(1)标准调研阶段2022年2月1日2022年10月31日，标准起草组到相关单位和项目现场进行实地调研，了解市场上北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测技术的实际应用情况。1)对目前不同应用场景下的结构物形变监测进行了详细调研，仔细了解和研究现有技术的优缺点，并深入了解行业内对结构物形变监测的需求和难点。调研了北斗/全球卫星导航系统(GNSS)目前的发展状况，同时对大数据行业发展动态进行了调研。2)调研了现有的形变监测相关技术规范规程，主要有全球定位系统(GPS)测量规范(GBTI8314)、岩土工程监测规范(YS/T5229)、金属非金属露天矿山高陡边坡安全监测技术规范(AQT2063)、尾矿库在线安全监测系统工程技术规范(GB51108)、建筑与桥梁结构监测技术规范(GB50982)等内容中关于形变监测的相关规定。3)调研了市场上现有的形变监测传感设备，应用到不同场景下的数据效果情况。(2)资料整合与整理阶段2022年11月1日2023年3月31号，起草组将收集到的各种资料如项目设计方案、报告、等进行整理、筛选、分析和归纳，为后续的技术规程编制提供准确可靠的数据支持。相关资料见附件一。(3)文稿编制阶段。2023年4月1日2023年7月31号，起草组参考整合整理的相关资料，进行分工合作共同编制了北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测技术规程标准征求意见稿及其编制说明征求意见稿。五、确定标准主要内容的依据1、标准的内容框架本标准主要划分为以下九部分：(1)范围；(2)规范性引用文件；(3)术语和定义、符号和缩略语；(4)基本规定；（5）监测设备；（6）选点布设；（7）安装与维护；（8）软件功能;（9）数据处理、分析与应用。2、主要技术内容的说明第四部分基本规定，主要包含：监测设备；选点布设；设备安装及维护；软件功能；数据处理、分析与应用等方面的基本规定。从基本要求的角度描述了不同应用场景下形变监测的设备、布点、安装、维护、数据等方面内容。第五部分监测设备，主要包含：5.1一般规定；5.2性能要求。明确了不同监应用场景下的设备选型原则；监测设备需满足高精度、高稳定性、自动化、智能化等性能特点，能够满足不同应用场景的需求。第六部分选点布设，主要包含：6.1一般规定；6.2点位布设。明确了不同应用场景下的选点布设原则，保证结构物的正常生产与运行。根据监测对象的特点和需求，选择合适的设点数量和布设位置，确保监测的准确性和可靠性。第七部分安装与维护，主要包含：7.1一般规定；7.2设备安装；7.3设备保护与维护。明确了不同应用场景下现场硬件安装的相关技术要求，设备安装要能反映出结构物的变形数据变化情况，尽量排除结构物施工现场环境的各种干扰对监测数据造成的影响；明确了系统建设完成后的保护与维护要求。第八部分软件功能。明确了监测软件总体功能要求，应能实现不同应用场景下形变监测；同时，软件的界面设计、操作流程等也应符合用户习惯和行业标准，提高用户的使用体验和满意度。第九部分数据处理、分析与应用，主要包含：9.1一般规定；9.2数据处理；9.3数据分析；9.4数据应用。明确了结构物关键监测参数的数据处理和分析方法；明确了监测数据预警的等级与相关指标；这是保障结构物运行安全的重要指标。六、对征求意见及重大分歧意见的处理经过和依据无。七、对该标准作为强制性标准或推荐性标准的建议；本标准作为北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测技术规程,建议该标准为推荐性标准。八、标准水平建议，预期的社会经济效果；北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测技术规程地方标准的制定改变了湖南省北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测行业无统一标准的空白，该标准的制定确立了北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测的标准依据，具有一定权威性，建议本标准定位为省内先进水平标准。本标准技术指标能满足湖南省大部分的生产企业要求。标准的制定对规范湖南省北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测质量安全、增强企业竞争力、规范市场行为，创造优质的供需技术贸易平台，推动整个行业的高效、有序、快速的发展，提升行业整体的经济效益和社会效益具有重要的意义。九、贯彻标准的要求和措施建议本标准发布后，要求湖南省内所有北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测的相关企业及机构采用本标准。北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测技术规程地方标准编制起草小组2023年8月31日附件一：不同应用场景下北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测应用情况应用场景大跨径桥梁（椒江特大桥智健康监测系统）规模主桥结构采用（84+156+480+156+84）m钢桁斜拉桥,全梁长962.7m（含梁缝0.45m）,为半漂浮体系，墩塔固结，塔、梁间设竖向支承，纵向采用阻尼约束体系。特点杭台铁路椒江特大桥为目前国内4线高速铁路跨度较大的桥梁，行车条件复杂，活载种类多样，结构受温度作用显著，且本桥处于台风频发地区，风荷载和极端天气对桥梁结构影响突出，由于受恶劣环境、交通荷载、材料性能退化等影响，大桥各构件将面临受到各种损伤及内力状态的改变，在列车、船舶撞击、地震等外荷载以及风、温度、雨等环境因素对大桥的运营安全和使用寿命构成了严重的威胁。监测内容及手段两主塔塔顶、主梁跨中，空间变位监测效果杭台高铁椒江特大桥主桥健康监测系统的建立，实现对大桥梁实时同步在线监测，基于结构监测、人工巡检获取的结构信息，建立综合集成的桥梁监测管理平台。同时，充分利用北斗高精度定位技术上在大型桥梁监测领域的积累与开发，能够准确、实时地展现椒江特大桥变形情况，推进椒江特大桥结构健康监测系统的科学化、信息化、标准化和可视化，有效保障椒江特大桥安全运行，为养护管理提供决策支持。北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测满足大跨径桥梁的日常监测需求。二;二MFS©在丁n¾¾.一i.'<rMK-：7二二全景图7I性¾1ImI7布点图CNSs¾*W"（一）GNSS设备数据对比分析监测曲线图形变监测应用场景公路边坡（渝黔高速扩能YQTJ5标青年互通K69+080深挖路堑边坡）规模该边坡长约280米，最大边坡高度约51.6米，为5级边坡。特点地质情况相对较第杂，主要地层为第四系坡洪积粉质黏土、强风化及中风化砂岩，多种岩性互层，岩体结构较破碎，边坡岩体节理裂隙极发育，风化差异性较大，软弱不均，开挖过程中易出现沿软弱结构面滑移或者局部崩塌。监测内容及手段地表位移监测、深层位移监测。效果该项目通过公司的多次监测预警，业主及时将情况汇报给了上级管理单位，并多次组织专家、设计院及上级管理单位进行了现场查看，由于及时成功的预警，建设方提前协调迁移了边坡上方的高压铁搭，施工单位及时转移了施工设备和人员，避免r安全事故的发生，挽回上千万的经济损失。对该公路边坡采用北斗/全球卫星导航系统（GNSS）进行形变监测，通过全天候的在线监测和专业的监测成果分析,为实际工程提供了重要的安全保障，满足公路边坡形变监测的需求。全景图妾*生三士4二二二一言FWI下口口J-一.一=工三=J二匚匚.一，E=、三二一一布点图（1）第一次预警监测曲线图北斗/GNSS形变监测t> a o 3 aBDOl位移时间曲维雌r登窗 愣塌0 R吊常 由物 溶却 呼脚 嗨塌：脸盘1畸酎BDOl监测点下方坡体崩塌照片（2）第二次预警（3）第三次预警BD03-位移时间曲线图口口C比m困边坡现场开裂情况照片应用场景建筑边坡（贵州省贵阳市海马冲社区建筑边坡监测项目）规模该项目位于贵阳市云岩区海马冲社区，海马冲社区多为民房，出租屋集中区域，建于山坡之上。2015年5月20日，该社区曾因连续强降雨发生滑坡灾害，致使一栋居民楼倒塌，16人遇难，紧急撤离35户98人，滑坡体积约60Oom2,造成特大灾难事故。特点2020年7月份，受到连续强降雨影响，贵阳市政府、贵阳市住建局高度紧张，担心2015年滑坡事故重演，决定对其进行紧急监测。监测内容及手段地表位移监测效果监测期间监测系统运行良好。形变监测设备对建筑边坡进行24小时在线监测，实时掌握边坡的安全状态，边坡形变达到预警值时自动报警，便于周边人群第一时间安排疏散，保障安全。北斗/全球卫星导航系统（GNSS）满足建筑边坡形变监测的需求。全景图.一二A、'评UM产公应用场景市政边坡（望城区湘江大道北延线二期工程K2+500+K3+140段路堑高边坡）规模该段边坡位于岳临高速以北，地层主要为黏土、卵石、中砂、砾砂以及全风化花岗岩。边坡高1020m°边坡周边环境较为简单，主要为农村水泥道路。K2+500K3+000段，支护形式为锚杆框架梁+锚杆框架梁+植草。为防止全风化花岗岩坡面的水土流失，锚杆框架内采用挂网喷浆护面。K3+OOO-K3+140段二级边坡均采用骨架护坡。特点该段路堑边坡采用分级放坡+格构锚杆进行支护，主要由高岭土组成，该类土为膨胀性土，属于特殊性岩土，具有遇水软化失水收缩的特性，由于受雨水的影响，边坡局部发生失稳垮塌，坡体高岭土遇水呈流塑状，对边坡的稳定性产生极大的不利影响。监测内容及手段地表位移监测、降雨量监测。效果8月24日下午2点钟，BDll监测站发出一级预警，累计变形量达180mm。BDll监测点于2021年8月25日凌晨3点左右垮塌，BD12监测点于8月25日凌晨4点左右产生极大变形，已垮塌。由于我方北斗大数据云平台预警及时，现场人员及机械设备全部撤场，避免了人员伤亡及经济损失。在市政边坡领域北斗/GNSS形变监测的应用具有极强的工程实际意义。全景图,一一-一bdi2位移时间曲线IBtjaoac3E一蛔一WN)一Z(U)北斗/GNSS形变监测1>XOOCO-,Iooaaoo监测曲线i图00X0.f=j一上,=WoaOooOJ1一T啼第0皴绸嗨喘微喘蹄嗡蹄嗡3暇嫡4樗瓣嗨物惴燃S瑞凝4啕辎应用场景尾矿库（鹿鸣钳矿尾矿库及其配套设施监测系统项目）规模鹿鸣尾矿库包括两个初期坝，均为透水堆石坝，坝顶标高440m,尾矿库总库容为42900万m3,最终堆积标高600m,最终坝高198m,为二等库，总服务年限32年。特点高势能的人造泥石流危险源,矿区属寒温带大陆性季风气候区，冬季漫长寒冷，最大冻土深度达1.90mo监测内容及手段坝体表面位移监测、坝体浸润线监测、坝体深部位移监测、降雨量监测、干滩监测、渗流量监测、冬季放矿冻土监测、排水井结构倾斜和应变监测、保温棚室内外温度监测等。效果在监测期内，利用综合传感器等科学手段进行自动监测及预警，可完成尾矿库监测信息的自动采集、预警等功能，实现信息化、实时化、网格化，及时掌握尾矿库实时动态，为尾矿库监测提供有力支持。目前各形变监测点运行正常，北斗/全球卫星导航系统（GNSS）能保证尾矿库安全稳定持续运行。全景图像毋容叫遍漆蓦离第¾*温盛瀛i”;二毒丈昼90尾矿库-号坝©SO()布点图一号坝体监测曲线图D击A”QMKBrJXXX“Ora应用场景排土场边坡（六威高速12标L连接线LK3+8OO左侧弃土场滑坡监测）弃土场原设计弃土方量约178.8万方，征地约67亩，弃土最大高度40米，在规模坡脚设置长88米C20片石碎拦渣墙，墙高10米,沟底设置60*120Cm片石盲沟，盲沟穿过拦渣墙，基础埋深1.5米，在原地形弃土场设置环形截水沟。特点处于两山坡山沟洼地较平缓地段，地表基岩裸露。监测内容地表位移监测、雨量监测、深层位移监测。及手段监测期间，多个监测点出现明显变形趋势，监测系统及时预警，避免了施工人效果员伤亡事件的出现以及财产损失，同时形变监测还为弃土场处治施工提供了数据支撑。北斗/全球卫星导航系统（GNSS）满足排土场边坡的形变监测的需求。监测曲线 图应用场景水库大坝（格塘水库安全监测项目）规模格塘水库，是一座平原型调蓄水库，水库总库容量1024万立方米，灌溉面积3.7万亩，水域宽广，水质良好，具有蓄水、养殖、灌溉及旅游等多种功能。特点病险水库，长年失修加之缺乏维护和管理，水库设施老化，其周边尽是荒洲和废水。监测内容及手段地表位移监测、水位监测。效果根据监测期内监测数据分析，各监测点处于正常运行状态，监测数据显示坝体状态处于稳定状态。北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测满足水库大坝日常监测需求。全景图一布点图监测曲线地表位移监测点（含基准站）渗流监测点BD01位移时间曲线图IoQoO0OJXWO-IOXXXW-30QOoOJ111111.,12023-02-25202302-262023-03-012023-03032023-03-052O23O3C72023-03-092023-03122023-03152023-031900:10002245X)002)400003:15X)002:$MO0445:00M»4000170002(M0s00074M)O应用场景水电站结构（湘江永州至衡阳三级航道建设二期工程近尾洲枢纽二线船闸基坑工程监测）规模近尾洲枢纽二线船闸工程位于湘江中游，宜江口上游2.5km处，右岸属常宁市江河镇吕家坪村，左岸属衡南县近尾洲镇泮水村，下距衡阳市92km,上距湘祁枢纽42km。特点涉及到的工程类别繁多，为保障水运工程安全，需建设自动化安全监测系统对其进行全方位安全监测。监测内容及手段地表位移监测、深层位移监测、温度监测、浸润线监测。效果监测期间，各监测点正常运行。形变监测时刻保证着船闸周边护岸边坡结构的安全。北斗/全球卫星导航系统（GNSS）形变监测满足水电站结构日常监测需求。全景图.一一力,和;布点图IJ二 -Z二 、.</1.一-K-',JC17*4e漆邮俊4R明监测曲线图BD02位移时间曲线图O§ae应用场景地质灾害(常德市2022年普适型地质灾害监测预警实验项目)规模建设50处普适型监测预警实验点，其中滑坡47处，地面塌陷3处。主要分布在山地和丘陵地区，地质环境条件更杂，变化较大，引发的地质灾害特占i类型也较复杂。监测内容地表位移监测、降雨量监测、裂缝监测、倾角、加速度监测、声光报警。及手段多次发出预警，预警类型主要有降雨量、位移、加速度、倾斜等，其主要由于上半年湖南地区连续降雨触发。预警发出后相关部门启动了对警报监测点周边效果进行全面勘察，切实保障周边居民的生命财产安全C北斗/全球卫星导航系统(GNSS)形变监测在地质灾害领域的应用可以帮助人们及时发现地质灾害的苗头，为灾害预警和防灾减灾提供重要信息。1.寒武系芙蓉统：2.滑坡边界：3. GNSS监测站：4.雨量计：5.声光报警器1 2 3 4 5 B WI i监测曲线图图例