地表位移监测仪阅读：32

　　1.GNSS/GPS监测系统

　　利用全球导航卫星系统（如GPS、北斗、GLONASS、Galileo）进行高精度定位。

　　可实现毫米级甚至亚毫米级的位移监测。

　　适合大范围、长期、无人值守监测。

　　2.全站仪自动监测系统

　　结合机器人全站仪与反射棱镜，自动周期性测量目标点坐标。

　　精度高（可达0.5mm+1ppm），但作用距离有限（通常<2km）。

　　常用于基坑、桥梁、大坝等重点工程。

　　3.InSAR（合成孔径雷达干涉）

　　利用卫星遥感数据反演地表形变。

　　覆盖范围广、成本低，但时间分辨率较低，受大气影响较大。

　　适用于区域级沉降、滑坡普查。

　　4.倾斜仪与沉降仪

　　倾斜仪：监测角度变化，常埋设于钻孔中监测深部位移（如滑坡体内部）。

　　静力水准仪：通过连通液原理监测高程变化，用于建筑沉降监测。

　　5.光纤传感系统（如BOTDR、DTS、FBG）

　　利用光信号在光纤中的变化感知应变或温度。

　　可分布式布设，适合长距离线性结构（如隧道、堤防）监测。

　　6.激光扫描/激光测距仪

　　通过激光测距或三维扫描获取表面形变信息。

　　适用于短距离、高频率、高精度场景。

　　一、明确监测目标与方案设计

　　1.在使用任何监测仪器之前，首先要清楚监测的目的。例如，是为了防范滑坡灾害，还是监控基坑开挖对周边建筑的影响？不同的目标决定了监测内容（水平位移、垂直沉降或倾斜）、精度要求（毫米级或厘米级）以及监测频率（实时、每小时或每天一次）。

　　2.接着需要进行布点设计。通常要设置两类点：基准点和监测点。基准点必须位于稳定区域，作为所有位移计算的参考原点；监测点则布置在可能发生变形的关键位置，比如边坡顶部、裂缝两侧、支护结构顶部等。同时要考虑仪器的工作条件，比如GNSS设备需要开阔的天空视野，全站仪需要与棱镜之间无遮挡，光纤传感器则需沿结构连续敷设。

　　二、现场安装

　　安装是确保监测数据可靠的关键环节。各类仪器的安装要点如下：

　　1.GNSS监测仪：天线应牢固安装在混凝土墩或钢制立柱上，避免任何晃动。周围15度仰角以上不能有树木、建筑物或其他遮挡物，以保证接收足够多的卫星信号。主机、电源（常采用太阳能板加蓄电池组合）和通信模块（如4G或LoRa）需做好防水防雷处理，并可靠接地。

　　2.自动全站仪系统：全站仪需架设在稳固的观测墩上，远离振动源。监测点处安装强制对中棱镜，确保每次观测时棱镜位置一致。整个系统最好加装防护罩，防止雨水、灰尘影响光学部件。

　　3.静力水准仪：多个测点通过软管连接成一个封闭液体回路，内部填充专用液体（如硅油）。所有传感器必须固定牢靠，参考点必须绝对稳定。安装过程中要仔细排气，避免气泡残留在管路中，否则会导致读数漂移。

　　4.倾斜仪：表面式倾斜仪直接用螺栓固定在墙体或桩体上；钻孔式则需预先埋设测斜管，再将探头放入管内逐段测量。无论哪种方式，都要确保传感器与被测结构紧密贴合，无松动。

　　5.光纤类监测系统：将带有光栅的光纤粘贴或嵌入到结构表面或内部，敷设时注意弯曲半径不能过小（一般不小于30毫米），接头处要做好密封。光纤末端连接至解调仪，解调仪通常放置在室内或防护箱内。

　　三、设备调试与初始校准

　　安装完成后，需对设备进行调试和初始值设定。

　　1.对于GNSS设备，首次开机后需等待足够时间（通常30分钟以上）完成卫星捕获和定位收敛。建议进行至少24小时的静态观测，取平均值作为初始坐标，以提高后续相对位移计算的精度。同时配置好采样间隔、通信协议和数据上传地址。

　　2.自动全站仪需先完成建站和定向，即输入测站坐标并照准一个已知后视点，建立测量坐标系。然后在控制软件中设定自动观测序列，包括要测量的棱镜编号、观测周期等参数。

　　3.静力水准仪在注液排气完成后，需记录各点初始液位值作为零点基准。部分系统支持自动零点标定功能，也可手动触发。

　　4.倾斜仪和光纤系统通常在通电后即可输出原始数据，但建议在结构未受扰动时记录初始状态值，作为后续变化的参照。

　　四、数据采集与远程监控

　　1.现代地表位移监测系统大多支持自动化和远程传输。设备按设定频率自动采集数据，并通过有线或无线方式（如4G、NB-IoT、LoRa）上传至数据中心或云平台。

　　2.用户可通过电脑或手机登录监测平台，实时查看各测点的位移曲线、变化速率、累计量等信息。平台通常具备数据可视化功能，如绘制时间–位移图、矢量箭头图等，帮助直观判断变形趋势。

　　五、数据分析与预警

　　1.采集到的数据不能仅停留在“看到”，更要“读懂”。需要结合工程背景和环境因素进行综合分析。例如，某边坡监测点在连续降雨后出现加速位移，可能预示失稳风险；而地铁施工期间邻近建筑的微小沉降若呈线性增长，则需评估是否接近安全阈值。

　　2.根据项目安全等级，可设置多级预警机制。例如，当日位移量超过2毫米时发黄色预警，超过5毫米时发红色预警，并自动通过短信、邮件或平台弹窗通知相关责任人。

　　六、日常维护与故障应对

　　1.即使设备自动化程度高，仍需定期人工维护。建议每月进行一次现场巡检，检查设备是否完好、供电是否正常、天线或棱镜是否清洁、通信是否畅通。每季度可进行一次精度验证，比如用人工测量手段复核自动监测结果。

　　2.特别要注意防雷、防潮、防冻。所有金属部件和信号线屏蔽层必须可靠接地，接地电阻应小于4欧姆。在雷雨多发区，建议加装专用防雷器。冬季寒冷地区需考虑设备低温工作范围，必要时增加保温措施。

　　3.此外，应定期备份历史数据，防止因服务器故障导致重要监测记录丢失。

　　1.滑坡与崩塌监测：布设GNSS+深部倾斜仪组合，实现表层与深层位移联动分析。

　　2.地面沉降监测：城市地下水开采区使用InSAR+静力水准仪联合监测。

　　3.大坝/桥梁健康监测：采用全站仪+GNSS+光纤传感器多源融合。

　　4.矿山边坡安全：部署无线GNSS监测点，配合降雨量、孔隙水压等环境参数。

　　一、GNSS/GPS监测系统

　　常见故障：

　　定位数据丢失或中断

　　原因：天线遮挡（树木、建筑）、雷击损坏、电源中断、通信模块故障。

　　排查：检查天线视野是否开阔；测量供电电压；查看4G/NB-IoT信号强度；重启设备。

　　定位精度突然变差（如从毫米级变为厘米/分米级）

　　原因：多路径效应（附近有反光面）、电离层扰动、卫星可见数减少、天线相位中心偏移。

　　排查：检查周围是否有新增金属结构或积水；查看卫星PDOP值；校准天线安装基座。

　　设备频繁重启或死机

　　原因：电源不稳定、高温/低温超出工作范围、固件异常。

　　排查：加装稳压电源或UPS；检查防护箱散热/保温措施；升级固件。

　　二、全站仪自动监测系统

　　常见故障：

　　无法找到棱镜或测距失败

　　原因：棱镜脏污、被遮挡、位移过大超出视场、大气扰动严重。

　　排查：清洁棱镜；检查视线上是否有施工障碍；调整全站仪初始方位角。

　　重复性差、数据跳动大

　　原因：仪器未调平、基座松动、温度剧烈变化导致热胀冷缩。

　　排查：重新整平并紧固三脚架；避免正午高温时段连续观测；启用温度气压补偿。

　　电机卡滞或转动异常

　　原因：灰尘/雨水进入机械结构、润滑失效、电机驱动板故障。

　　排查：定期维护密封圈；联系厂家进行内部保养。

　　三、静力水准仪（连通液式沉降仪）

　　常见故障：

　　液位读数漂移或异常波动

　　原因：液体蒸发或泄漏、气泡进入管路、温度梯度引起密度变化。

　　排查：检查密封性；排气操作；确保所有测点处于相近温度环境。

　　零点漂移严重

　　原因：传感器老化、参考点沉降、安装基座变形。

　　排查：定期人工校准零点；检查基准点稳定性。

　　四、倾斜仪（MEMS或电解液式）

　　常见故障：

　　输出角度持续漂移

　　原因：温度漂移未补偿、传感器零偏老化、安装松动。

　　排查：启用温度补偿算法；重新固定安装支架；进行现场标定。

　　数据无变化（“死值”）

　　原因：信号线断路、供电中断、内部芯片损坏。

　　排查：用万用表检测供电与信号回路；替换备用传感器测试。

　　五、光纤类位移监测系统（如BOTDR、FBG）

　　常见故障：

　　光纤断裂或损耗突增

　　原因：施工挖断、冻胀拉断、接头进水。

　　排查：使用OTDR（光时域反射仪）定位断点；检查接线盒密封。

　　应变/温度解调异常

　　原因：参考光栅失效、解调仪参数设置错误、光纤受非监测外力干扰。

　　排查：检查参考点状态；复核软件配置；排除人为踩踏或车辆碾压。