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摘要：水库大坝的位移监测是当前一个重点研究的课题，也是影响水库运行安全的主要因素之一。通过定期对布设在大坝不同部位的检测设备进行数据采集、保存、整理、分析，能否得到科学、准确的定量分析成果，确保水库运行管理人员掌握各运行水位水库大坝的安全运行状况，及时发现各种隐患和变化趋势，采取可行的工程预防措施。主要有水平位移与垂直位移监测。
关键词：水库大坝；水平位移；垂直位移；监测方法
一、工程案例概况
石岩水库是一座具有防洪、供水、调蓄功能的多年调节中型水库，位于广东省深圳市宝安区石岩街道境内，属茅洲河流域，坝址以上干流长12.2公里，平均坡降0.0068，如图1所示。水库于1958年12月始建，1960年3月建成，集雨面积44平方公里，有6条入库支流，多年平均径流量3520万立方米，库岸线长18.60公里，一级水源保护区面积为6.33平方公里，确权土地面积为5.17平方公里。
图1 石岩水库全景图
图2 石岩水库主坝
石岩水库工程等别为Ⅲ等，主要建筑物等级为3级，枢纽工程包括主坝、1#及2#输水涵、溢洪道等。水库大坝为砼防渗心墙土坝，设有混凝土防渗墙，坝顶长586米，最大坝高18.5米，坝顶高程41.10米。水库的主坝位于水库北面，始建于1958年，后经多次除险加固，达到现有规模。主坝为均质土坝，设有混凝土防渗墙，如图2所示。主坝坝顶高程41.1m，防浪墙顶高程42.15m，坝顶长586m，最大坝高18.5m，坝顶宽度8.5m。主坝上游坝坡分2级，在30.0m高程处设有一级8m宽平台，平台以下为粗细砂石混合料构成，坡比1：1.5；平台以上为混凝土护坡，坝坡坡比为1：3。下游坝坡分2级，在33.10m高程处设有一级2m宽平台；坝坡为草皮护坡，自上而下坡比为1：2.5、1：3；下游坝坡坡脚在位于河槽内的坝段设置有排水棱体。
二、案例实测表面位移情况
2.1监测方法
（1）2008年7月，对石岩水库进行第一次位移观测（第1期），2017年度对石岩水库进行了6次表面位移观测（第47～52期）。平面坐标系采用独立假定坐标系，X轴平行坝轴线方向，向坝左为正；Y轴垂直坝轴线方向，向坝下游为正。由深圳独立坐标系转换而成。垂直位移，向下位移为正，向上位移为负。
（2）石岩水库垂直位移监测基准网共设点5个，分别为SY1、LG01、LG06、LG05、LG03，SY1建造在离大坝不远的基岩上，其它点在大坝两端，以SY1为监测网的起算点进行网平差计算。垂直位移监测点共32个，监测点均为混凝土墩标志，在底座上装有监测点，测点间距约为50m，满足规范坝长大于300m时，取50～100m的要求。
石岩水库水平位移监测基准采用自由网方法确定，共设点5个。分别为LG01、LG02、LG05、LG06、LG08。采用基准点作为工作基点。水平监测点共32个，监测点均为混凝土墩标志，并安装有强制对中盘。
（3）根据《工程测量规范》GB50026-2007，大坝水平位移观测，变形观测点的点位中误差，中型土石坝点位中误差不超过±3mm。沉降点观测的高程中误差不超过±2mm，相邻点高差中误差不超过±1mm。
根据概率理论，以3倍的中误差作为偶然误差的限值，作为极限误差；观测中，如果某个误差超过了极限误差，那就认为它是粗差或是错误，相应的观测数据应剔除或摒弃。
当两次位移的差值小于极限误差，说明大坝测量成果在本次测量的最大误差范围内，也就是说大坝产生位移的可能性很小。当两次位移的差值超过了极限误差，说明大坝测量成果已经超出了本次测量的最大误差，也就是可以判定大坝产生了位移。
2.2监测数据分析
（1）垂直位移：由2017年垂直位移观测资料统计可知，本年度石岩水库主要垂直位移变化量最大的点为2AL02和3AL02，变化量1.1mm；本年度石岩水库监测点在相邻两期变化量较小，我们认为是测量误差影响，监测点本身无变化。
从总沉降量来看，石岩水库主坝变化量最大的点为1AL05和2AL05，该两点位于大坝的中部，各点总沉降量为15.5mm，表现为下降趋势，其它监测点的变化量不均匀，监测点都表现为中间部位变化量大于大坝两端监测点的变化量，都表现为下降趋势，符合土石坝的沉降变化规律。监测点1AL01-1AL11总变化量为4.5-15.5mm，监测点2AL01-2AL11总变化量为6.1-15.5mm，監测点3AL01-3AL10总变化量为3.0-15.2mm。石岩水库监测点经过8年的变化，大坝土体的固结已经完成，大坝的沉降率逐年降低，也说明大坝的形态趋于稳定，大坝在沉降方面是安全的。
（2）水平位移：水平位移主要分两个方向进行分析，X方向，2017年度位移量最大的监测点是2AL01，最大变化量为9.0mm；监测点1AL01-1AL11变化量在1.6mm-8.2mm之间，2AL01-2AL11变化量在0.6mm-9.0mm之间，3AL01-3AL10变化量在0.7mm-4.4mm之间。监测点本年度变化量小，个别点变化较为明显；在总位移量来看，变化最大的点为1AL01，变化量为6.4mm。Y方向，2017年度位移量最大的监测点是2AL10，变化量为16mm；监测点1AL01-1AL11变化量在0.6mm-15.1mm之间，2AL01-2AL11变化量在0.4mm-16.0mm之间，3AL01-3AL10变化量在0.7mm-8.8mm之间，在总位移量来看，变化最大的点为1AL01，变化量为22.0mm，从位移变化数据可以看出，大坝部分监测点有向最初位置回归的趋势，结合巡视检查，没有发现监测点及周边土体有裂缝等异常情况，说明大坝水平位移是稳定的。大坝监测点水平位移由监测网形系统误差、大气折光误差、测量误差等引起，同时还受土体膨胀因素，温度气压因素，大气环境因素的影响，监测点产生一定量的位移符合客观实际，有待进一步进行观测。 三、位移监测技术发展--GPS位移监测
3.1GPS位移监测的基本原理
基于GPS的大坝位移监测系统主要包括空间星座、地面监控和大坝监测用户设备等3部分。其中，空间星座和地面监控部分是用户应用该系统进行定位的基础，由美国控制的卫星定位系统提供，大坝监测用户设备由用户开发。
GPS的空间星座部分由基本上均匀分布在6个轨道平面内的24颗卫星组成。地面监控部分主要由分布在全球的5个地面站组成，包括卫星检测站、主控站和信息注入站。GPS的大坝位移监测用户设备部分主要由GPS数据采集系统、数据传输系统和数据处理系统构成。数据采集系统包括GPS基准站和GPS监测站。基准站用于改正GPS监测站的GPS信号误差；监测站用于接收GPS卫星定位信号，以确定监测点位置的三维坐标。数据传输系统分有线传输和无线传输，有线传输主要用GPS监测站与总控中心的数据传输，无线傳输主要用于GPS基准站与总控中心的数据传输。数据处理系统由总控软件、数据自动处理软件、数据管理软件以及大坝安全分析软件等构成。GPS大坝位移监测点的定位主要有绝对定位和相对定位。绝对定位的精度一般较低，因此，在GPS大坝位移监测中，应采用相对定位。GPS相对定位是用两台GPS接收机分别安置在基线的两端，并同步观测相同的GPS卫星，以确定基线端点在协议地球坐标系中的相对位置或基线相量。这种方法可以推广到多台接收机安置在若干基线的端点，通过同步观测GPS卫星以确定多条基线相量的情况。
3.2GPS位移监测用户设备的工作原理
该系统由数据采集、数据传输和数据处理三部分组成。
数据采集部分由7台Astech Z一12双频GPS接收机组成，2台分别安置在大坝下游两岸基岩上，作为基准点，且与坝区变形监测网联测；7台安置在大坝坝顶，作为监测点。数据传输部分，基准点数据采用微波扩频无线通讯技术，将数据传输至控制中心服务器；监测点数据采用智能多串口卡和光隔离器进行数据采集和传输，并通过光纤传输至控制中心服务器。数据处理部分包括总控、数据处理、数据分析和数据管理模块。总控模块担负整个系统的数据传输控制、7台GPS接收机状态监视和控制、数据分送等工作；
数据处理模块担负系统数据格式转换、数据自动清理、基线向量解算、网平差计算、坐标转换、成果输出及精度评定等工作；数据分析模块担负位移参数精度和灵敏度分析、基准稳定性分析、位移时序及频谱分析等工作；数据管理模块担负数据压缩、进库、存储、报表等工作。系统开发了4个系统软件，即：自动数据处理软件、系统监控软件、形变分析软件和数据库软件。
该系统利用改进的广播星历或精密预报星历及6h双频GPS观测值求得的监测点水平位移及垂直位移（相对于基准点）的精度优于1.0mm，汛期可提供1h解或2h解，精度优于1.5mm，满足相关规范要求。
系统具有实时化和自动化的特点。7个监测点的观测资料处理工作在10min内完成，坐标转换、形变分析、显示、报警、存储等工作在5min内完成，系统响应时间小于15min。
3.3 GPS大坝位移监测存在问题
应用GPS技术监测大坝位移，具有以下明显优点：系统操作简单，数据采集速度快，点位之间无须通视，自动化程度高，观测精度良好；可实现多点同步观测，每个测点能同时获得X、y、z三个方向的位移；系统可全天候、全自动化地稳定工作，特别是在汛期、泄洪等恶劣条件下，系统仍能提供良好的监测数据，在关键时刻为大坝安全和防洪决策提供重要依据。
GPS技术在大坝安全监测中的应用尚处于初步阶段，尚有一些关键技术问题需要深入研究。
（1）监测精度问题
GPS技术系统本身的定位精度是很高的。但由于GPS的巨大军事价值，美国政府人为地对其采用了SA（selective availability）技术，在广播星历和卫星钟频信号中加入误差，使GPS实时定位精度大大降低。因此，GPS大坝监测用户需要设法消除SA所造成的误差。此外，消除多路径误差（由于信号到达天线之前被地面或天线周围的物体反射所引起的误差）、电离层和对流层折射误差（卫星信号从空间到达地球表面的传播需要通过电离层与对流层，受介质影响使电磁波速变化引起的误差）、环境电场误差（坝区大功能发电厂和输电线路引起的误差）等也是需要解决的问题。在尚未建立我国自己的GPS系统的情况下，如何消除SA对定位精度的影响是GPS大坝监测用户的关键技术之一。
就目前技术条件而言，采用基于载波相位测量的实时差分技术是大幅提高实时定位精度的有效方法比1。实时差分GPS技术包括单差法（2台分别位于两地的接收机对同一GPS卫星于同一时元所作载波相位测量之差）、双差法（2台接收机在同一时元对2颗卫星共视所得载波相位测量之差）和三差法（2台接收机在两个不同时元对2颗卫星作载波相位测量之差，即两个双差值之差）。
（2）造价问题
为实现GPS大坝位移监测系统的全自动化，目前在每个测点均配备GPS接收机和有线或无线通讯设备。由于大坝监测点一般较多，因此系统总造价昂贵。如何降低造价，是应用GPS技术监测大坝位移的另一关键技术。
GPS一机多天线方案是解决这一问题的有效途径之一[3]。一机多天线监测系统包括控制中心、数据通信、GPS多天线控制器和野外供电系统等4部分。控制中心可以对GPS多天线控制器微波开关各信号通道进行参数设定，包括各通道的开/关选择、各通道的时间参数设定等；还可以设定系统的工作方式，例如对采集数据的传送方式（实时/事后）进行控制，并将由现场传来的GPS原始数据，通过处理，实现精确定位。利用1台接收机可测控多达10台以上的天线，从而大大降低了造价。
（3）专用软件问题
在大坝位移GPS监测中，目前所使用的位移解算软件多是GPS数据处理通用软件，如采用美国麻省理工学院的GAMIT分析软件进行基线解算，用其GLOBK软件进行GPS网的统一平差解算。但是大坝位移监测具有其本身的特点，因此，开发适合于大坝位移监测、拥有自主知识产权、具有强大后处理功能的GPS专用软件，也是一个需要解决的关键技术问题。
（4）3S集成问题
“3S”是GPS与遥感（Remote Sensing，RS）和地理信息系统（Geographical Information System，GIS）合称。GPS和RS分别用于获取点、面空间信息或监测其变化，GIS用于空间数据的存贮、分析和处理。三者在功能上存在明显的互补性，因此可以将它们集成在一个统一的平台中，从而充分发挥其各自的优势n1。
就基于GPS技术的大坝安全监测而言，“3S”集成主要指GPS与GIS的集成、GPS与RS的集成以及GPS与GIS和RS的集成。文献[5]还提出了将“3S”技术与专家系统（Es）相结合进行大坝安全监控的思路。
四、结束语
通过不同技术环境下的综合运用，能收到很好的效果。本文将结合工程实例进行分析，将水库大坝的水平位移与垂直位移的监测方法更好的运用起来，形成良好的运用模式，提高观测精度的方法，对监测的数据进行处理，以便相邻两期监测所反映的垂直位移与实际变形情况相吻合，更好的发挥出水平位移与垂直位移监测的整体效能。
参考文献：
[1]华锡生，何秀凤.GPS技术在水电工程中的应用及展望.水电自动化与大坝监测，2002，26（4）：6～9.
[2]张有静，李浩，等.3S集成及其在水电工程中的应用.水利水电科技进展，1997，17（5）：24～28.
[3]何秀凤，华锡生，等.GPS一机多天线变形监测系统.水电自动化与大坝监测，2002，26（3）：34～36.
[4]毛政元，李霖.“3s”集成及其应用.华中师范大学学报（自然科学版），2002，36（3）：385～388.
[5]吴中如，子龙.“4S”集成技术在大坝安全中的应用.水电能源科学，2001，19（3）：16～17.
[6]贡建兵.隔河岩大坝外观变形GPS自动化监测系统.大坝与安全，1999，（2）：60～65.
[7]徐绍铨，程温鸣，等.GPS用于三峡库区滑坡监测的研究.水利学报，2003，（1）：114～118.
关键词：水库大坝；水平位移；垂直位移；监测方法
一、工程案例概况
石岩水库是一座具有防洪、供水、调蓄功能的多年调节中型水库，位于广东省深圳市宝安区石岩街道境内，属茅洲河流域，坝址以上干流长12.2公里，平均坡降0.0068，如图1所示。水库于1958年12月始建，1960年3月建成，集雨面积44平方公里，有6条入库支流，多年平均径流量3520万立方米，库岸线长18.60公里，一级水源保护区面积为6.33平方公里，确权土地面积为5.17平方公里。
图1 石岩水库全景图
图2 石岩水库主坝
石岩水库工程等别为Ⅲ等，主要建筑物等级为3级，枢纽工程包括主坝、1#及2#输水涵、溢洪道等。水库大坝为砼防渗心墙土坝，设有混凝土防渗墙，坝顶长586米，最大坝高18.5米，坝顶高程41.10米。水库的主坝位于水库北面，始建于1958年，后经多次除险加固，达到现有规模。主坝为均质土坝，设有混凝土防渗墙，如图2所示。主坝坝顶高程41.1m，防浪墙顶高程42.15m，坝顶长586m，最大坝高18.5m，坝顶宽度8.5m。主坝上游坝坡分2级，在30.0m高程处设有一级8m宽平台，平台以下为粗细砂石混合料构成，坡比1：1.5；平台以上为混凝土护坡，坝坡坡比为1：3。下游坝坡分2级，在33.10m高程处设有一级2m宽平台；坝坡为草皮护坡，自上而下坡比为1：2.5、1：3；下游坝坡坡脚在位于河槽内的坝段设置有排水棱体。
二、案例实测表面位移情况
2.1监测方法
（1）2008年7月，对石岩水库进行第一次位移观测（第1期），2017年度对石岩水库进行了6次表面位移观测（第47～52期）。平面坐标系采用独立假定坐标系，X轴平行坝轴线方向，向坝左为正；Y轴垂直坝轴线方向，向坝下游为正。由深圳独立坐标系转换而成。垂直位移，向下位移为正，向上位移为负。
（2）石岩水库垂直位移监测基准网共设点5个，分别为SY1、LG01、LG06、LG05、LG03，SY1建造在离大坝不远的基岩上，其它点在大坝两端，以SY1为监测网的起算点进行网平差计算。垂直位移监测点共32个，监测点均为混凝土墩标志，在底座上装有监测点，测点间距约为50m，满足规范坝长大于300m时，取50～100m的要求。
石岩水库水平位移监测基准采用自由网方法确定，共设点5个。分别为LG01、LG02、LG05、LG06、LG08。采用基准点作为工作基点。水平监测点共32个，监测点均为混凝土墩标志，并安装有强制对中盘。
（3）根据《工程测量规范》GB50026-2007，大坝水平位移观测，变形观测点的点位中误差，中型土石坝点位中误差不超过±3mm。沉降点观测的高程中误差不超过±2mm，相邻点高差中误差不超过±1mm。
根据概率理论，以3倍的中误差作为偶然误差的限值，作为极限误差；观测中，如果某个误差超过了极限误差，那就认为它是粗差或是错误，相应的观测数据应剔除或摒弃。
当两次位移的差值小于极限误差，说明大坝测量成果在本次测量的最大误差范围内，也就是说大坝产生位移的可能性很小。当两次位移的差值超过了极限误差，说明大坝测量成果已经超出了本次测量的最大误差，也就是可以判定大坝产生了位移。
2.2监测数据分析
（1）垂直位移：由2017年垂直位移观测资料统计可知，本年度石岩水库主要垂直位移变化量最大的点为2AL02和3AL02，变化量1.1mm；本年度石岩水库监测点在相邻两期变化量较小，我们认为是测量误差影响，监测点本身无变化。
从总沉降量来看，石岩水库主坝变化量最大的点为1AL05和2AL05，该两点位于大坝的中部，各点总沉降量为15.5mm，表现为下降趋势，其它监测点的变化量不均匀，监测点都表现为中间部位变化量大于大坝两端监测点的变化量，都表现为下降趋势，符合土石坝的沉降变化规律。监测点1AL01-1AL11总变化量为4.5-15.5mm，监测点2AL01-2AL11总变化量为6.1-15.5mm，監测点3AL01-3AL10总变化量为3.0-15.2mm。石岩水库监测点经过8年的变化，大坝土体的固结已经完成，大坝的沉降率逐年降低，也说明大坝的形态趋于稳定，大坝在沉降方面是安全的。
（2）水平位移：水平位移主要分两个方向进行分析，X方向，2017年度位移量最大的监测点是2AL01，最大变化量为9.0mm；监测点1AL01-1AL11变化量在1.6mm-8.2mm之间，2AL01-2AL11变化量在0.6mm-9.0mm之间，3AL01-3AL10变化量在0.7mm-4.4mm之间。监测点本年度变化量小，个别点变化较为明显；在总位移量来看，变化最大的点为1AL01，变化量为6.4mm。Y方向，2017年度位移量最大的监测点是2AL10，变化量为16mm；监测点1AL01-1AL11变化量在0.6mm-15.1mm之间，2AL01-2AL11变化量在0.4mm-16.0mm之间，3AL01-3AL10变化量在0.7mm-8.8mm之间，在总位移量来看，变化最大的点为1AL01，变化量为22.0mm，从位移变化数据可以看出，大坝部分监测点有向最初位置回归的趋势，结合巡视检查，没有发现监测点及周边土体有裂缝等异常情况，说明大坝水平位移是稳定的。大坝监测点水平位移由监测网形系统误差、大气折光误差、测量误差等引起，同时还受土体膨胀因素，温度气压因素，大气环境因素的影响，监测点产生一定量的位移符合客观实际，有待进一步进行观测。 三、位移监测技术发展--GPS位移监测
3.1GPS位移监测的基本原理
基于GPS的大坝位移监测系统主要包括空间星座、地面监控和大坝监测用户设备等3部分。其中，空间星座和地面监控部分是用户应用该系统进行定位的基础，由美国控制的卫星定位系统提供，大坝监测用户设备由用户开发。
GPS的空间星座部分由基本上均匀分布在6个轨道平面内的24颗卫星组成。地面监控部分主要由分布在全球的5个地面站组成，包括卫星检测站、主控站和信息注入站。GPS的大坝位移监测用户设备部分主要由GPS数据采集系统、数据传输系统和数据处理系统构成。数据采集系统包括GPS基准站和GPS监测站。基准站用于改正GPS监测站的GPS信号误差；监测站用于接收GPS卫星定位信号，以确定监测点位置的三维坐标。数据传输系统分有线传输和无线传输，有线传输主要用GPS监测站与总控中心的数据传输，无线傳输主要用于GPS基准站与总控中心的数据传输。数据处理系统由总控软件、数据自动处理软件、数据管理软件以及大坝安全分析软件等构成。GPS大坝位移监测点的定位主要有绝对定位和相对定位。绝对定位的精度一般较低，因此，在GPS大坝位移监测中，应采用相对定位。GPS相对定位是用两台GPS接收机分别安置在基线的两端，并同步观测相同的GPS卫星，以确定基线端点在协议地球坐标系中的相对位置或基线相量。这种方法可以推广到多台接收机安置在若干基线的端点，通过同步观测GPS卫星以确定多条基线相量的情况。
3.2GPS位移监测用户设备的工作原理
该系统由数据采集、数据传输和数据处理三部分组成。
数据采集部分由7台Astech Z一12双频GPS接收机组成，2台分别安置在大坝下游两岸基岩上，作为基准点，且与坝区变形监测网联测；7台安置在大坝坝顶，作为监测点。数据传输部分，基准点数据采用微波扩频无线通讯技术，将数据传输至控制中心服务器；监测点数据采用智能多串口卡和光隔离器进行数据采集和传输，并通过光纤传输至控制中心服务器。数据处理部分包括总控、数据处理、数据分析和数据管理模块。总控模块担负整个系统的数据传输控制、7台GPS接收机状态监视和控制、数据分送等工作；
数据处理模块担负系统数据格式转换、数据自动清理、基线向量解算、网平差计算、坐标转换、成果输出及精度评定等工作；数据分析模块担负位移参数精度和灵敏度分析、基准稳定性分析、位移时序及频谱分析等工作；数据管理模块担负数据压缩、进库、存储、报表等工作。系统开发了4个系统软件，即：自动数据处理软件、系统监控软件、形变分析软件和数据库软件。
该系统利用改进的广播星历或精密预报星历及6h双频GPS观测值求得的监测点水平位移及垂直位移（相对于基准点）的精度优于1.0mm，汛期可提供1h解或2h解，精度优于1.5mm，满足相关规范要求。
系统具有实时化和自动化的特点。7个监测点的观测资料处理工作在10min内完成，坐标转换、形变分析、显示、报警、存储等工作在5min内完成，系统响应时间小于15min。
3.3 GPS大坝位移监测存在问题
应用GPS技术监测大坝位移，具有以下明显优点：系统操作简单，数据采集速度快，点位之间无须通视，自动化程度高，观测精度良好；可实现多点同步观测，每个测点能同时获得X、y、z三个方向的位移；系统可全天候、全自动化地稳定工作，特别是在汛期、泄洪等恶劣条件下，系统仍能提供良好的监测数据，在关键时刻为大坝安全和防洪决策提供重要依据。
GPS技术在大坝安全监测中的应用尚处于初步阶段，尚有一些关键技术问题需要深入研究。
（1）监测精度问题
GPS技术系统本身的定位精度是很高的。但由于GPS的巨大军事价值，美国政府人为地对其采用了SA（selective availability）技术，在广播星历和卫星钟频信号中加入误差，使GPS实时定位精度大大降低。因此，GPS大坝监测用户需要设法消除SA所造成的误差。此外，消除多路径误差（由于信号到达天线之前被地面或天线周围的物体反射所引起的误差）、电离层和对流层折射误差（卫星信号从空间到达地球表面的传播需要通过电离层与对流层，受介质影响使电磁波速变化引起的误差）、环境电场误差（坝区大功能发电厂和输电线路引起的误差）等也是需要解决的问题。在尚未建立我国自己的GPS系统的情况下，如何消除SA对定位精度的影响是GPS大坝监测用户的关键技术之一。
就目前技术条件而言，采用基于载波相位测量的实时差分技术是大幅提高实时定位精度的有效方法比1。实时差分GPS技术包括单差法（2台分别位于两地的接收机对同一GPS卫星于同一时元所作载波相位测量之差）、双差法（2台接收机在同一时元对2颗卫星共视所得载波相位测量之差）和三差法（2台接收机在两个不同时元对2颗卫星作载波相位测量之差，即两个双差值之差）。
（2）造价问题
为实现GPS大坝位移监测系统的全自动化，目前在每个测点均配备GPS接收机和有线或无线通讯设备。由于大坝监测点一般较多，因此系统总造价昂贵。如何降低造价，是应用GPS技术监测大坝位移的另一关键技术。
GPS一机多天线方案是解决这一问题的有效途径之一[3]。一机多天线监测系统包括控制中心、数据通信、GPS多天线控制器和野外供电系统等4部分。控制中心可以对GPS多天线控制器微波开关各信号通道进行参数设定，包括各通道的开/关选择、各通道的时间参数设定等；还可以设定系统的工作方式，例如对采集数据的传送方式（实时/事后）进行控制，并将由现场传来的GPS原始数据，通过处理，实现精确定位。利用1台接收机可测控多达10台以上的天线，从而大大降低了造价。
（3）专用软件问题
在大坝位移GPS监测中，目前所使用的位移解算软件多是GPS数据处理通用软件，如采用美国麻省理工学院的GAMIT分析软件进行基线解算，用其GLOBK软件进行GPS网的统一平差解算。但是大坝位移监测具有其本身的特点，因此，开发适合于大坝位移监测、拥有自主知识产权、具有强大后处理功能的GPS专用软件，也是一个需要解决的关键技术问题。
（4）3S集成问题
“3S”是GPS与遥感（Remote Sensing，RS）和地理信息系统（Geographical Information System，GIS）合称。GPS和RS分别用于获取点、面空间信息或监测其变化，GIS用于空间数据的存贮、分析和处理。三者在功能上存在明显的互补性，因此可以将它们集成在一个统一的平台中，从而充分发挥其各自的优势n1。
就基于GPS技术的大坝安全监测而言，“3S”集成主要指GPS与GIS的集成、GPS与RS的集成以及GPS与GIS和RS的集成。文献[5]还提出了将“3S”技术与专家系统（Es）相结合进行大坝安全监控的思路。
四、结束语
通过不同技术环境下的综合运用，能收到很好的效果。本文将结合工程实例进行分析，将水库大坝的水平位移与垂直位移的监测方法更好的运用起来，形成良好的运用模式，提高观测精度的方法，对监测的数据进行处理，以便相邻两期监测所反映的垂直位移与实际变形情况相吻合，更好的发挥出水平位移与垂直位移监测的整体效能。
参考文献：
[1]华锡生，何秀凤.GPS技术在水电工程中的应用及展望.水电自动化与大坝监测，2002，26（4）：6～9.
[2]张有静，李浩，等.3S集成及其在水电工程中的应用.水利水电科技进展，1997，17（5）：24～28.
[3]何秀凤，华锡生，等.GPS一机多天线变形监测系统.水电自动化与大坝监测，2002，26（3）：34～36.
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