一种滑坡体地表位移测量方法
【专利摘要】一种滑坡体地表位移测量方法，通过一个永磁体和两个或多个探测点组成一个局部节点监测系统，再通过在滑坡体分布多个这样的节点构成一个整体滑坡监测网络，在局部节点监测系统中，将永磁体埋设于滑坡体地表滑动层，在滑坡体外设置两个或多个固定探测点，用磁探测器探测磁信号，通过磁定位算法计算出此时永磁体的空间位置，当滑坡发生时，永磁体的空间位置将发生变化，用相同的算法确定滑坡后永磁体的空间位置，即可计算出该局部节点的地表位移。本发明利用磁定位方法进行滑坡体地表位移监测，变化量永久存在，抗干扰能力强，并且磁测方法数据采样频率高，信号稳定，精度高，可用于实时和流动监测，能够有效克服目前采用的监测手段的缺点。
【专利说明】一种滑坡体地表位移测量方法
【技术领域】
[0001]本发明提供了一种基于磁定位方法实现滑坡地表位移测量的在线监测方法。
【背景技术】
[0002]滑坡是丘陵山区经常发生的地质灾害，在我国每年发生的地质灾害中所占比重最大。为了降低滑坡地质灾害造成的危害和损失，可以采用工程防护、监测预警或是搬迁避让三种措施来应对滑坡地质灾害，其中监测预警是应用较普遍的半主动预防性减灾措施。滑坡灾害体监测主要的监测量就是位移，包括滑坡体的地表位移和滑坡体沿滑动带滑动的深层位移。
[0003]其中对滑坡体的地表位移监测国内外已应用了多种方法，如三重蠕变曲线地图形分析方法、半对数曲线法和变形速度倒数法进行滑坡时间预测，测量地表破坏声响反射方法检测地表、地下水运动，这些方法都是离线式和非实时性的。在实地监测工作中，国内外滑坡灾害的监测主要采用了 5种类型的监测技术与方法。即宏观地质观测法、简易观测法、设站观测法、仪表观测法及自动遥测法。但这些方法都有各自的缺点，分别为:内容单一、精度低、信息量少和劳动强度大，并且须人执守，且连续观测能力较差；对仪器精度要求高，价格昂贵，仪器易出故障，长期稳定性差，资料需要用其他监测方法校核后方能使用。
【发明内容】
[0004]本发明通过一个永磁体和两个(或多个)探测点组成一个局部节点监测系统，用磁探测器探测磁信号，再通过在滑坡体分布多个这样的节点构成一个整体的滑坡监测网络，本技术是利用磁探测器具有稳定性高、精度高的优点，采用固定探测点位置，通过磁定位算法来确定滑坡体滑动地表处永磁体位置和方位的变化，从而得到滑坡体地表处位移变形的准确数据。再通过无线传感器网络技术及无线公共通信网络将数据传回监控中心，实现对滑坡体的地表位移的实时、远程在线监测。
[0005]一种滑坡体地表位移测量方法，它包括如下步骤:通过一个永磁体和两个或多个探测点组成一个局部节点监测系统，再通过在滑坡体分布多个这样的节点构成一个整体的滑坡监测网络，在局部节点监测系统中，将永磁体埋设于滑坡体地表滑动层，在滑坡体外设置两个或多个固定探测点，用磁探测器探测磁信号，通过磁定位算法计算出此时永磁体的空间位置，当滑坡发生时，永磁体的空间位置将发生变化，用相同的算法确定滑坡后永磁体的空间位置，即可计算出该局部节点的地表位移；
[0006]永磁体空间位置的定位方法为:将磁探测器对应的坐标系设为空间全局坐标系，此坐标系在探测时始终保持不变，两个探测点的空间坐标分别为O^yDz1)和(x2，y2，z2)，由于探测点位置固定，两个探测点的空间坐标是已知的，探测点的磁感应强度分量分别为Blx、Bly、Blz和B2x、B2y、B2z，永磁体中心空间坐标设为(Xtl, y0, Ztl)，两个探测点相对于永磁体中
心的空间距离分别为A和r2，永磁体的等效磁矩为之，&在坐标系下的方位角和仰角分别
为α和β，根据探测点磁场分量求解公式有:
【权利要求】
1.一种滑坡体地表位移测量方法，其特征在于:它包括如下步骤:通过一个永磁体和两个或多个探测点组成一个局部节点监测系统，再通过在滑坡体分布多个这样的节点构成一个整体的滑坡监测网络，在局部节点监测系统中，将永磁体埋设于滑坡体地表滑动层，在滑坡体外设置两个或多个固定探测点，用磁探测器探测磁信号，通过磁定位算法计算出此时永磁体的空间位置，当滑坡发生时，永磁体的空间位置将发生变化，用相同的算法确定滑坡后永磁体的空间位置，即可计算出该局部节点的地表位移； 永磁体空间位置的定位方法为:将磁探测器对应的坐标系设为空间全局坐标系，此坐标系在探测时始终保持不变，两个探测点的空间坐标分别为(X1^dZ1)和(x2，y2，z2)，由于探测点位置固定，两个探测点的空间坐标是已知的，探测点的磁感应强度分量分别为Blx、Bly、Blz和B2x、B2y, B2z，永磁体中心空间坐标设为(X(l，y0, Ztl)，两个探测点相对于永磁体中心的空间距离分别为rjPr2，永磁体的等效磁矩为氣? 4在坐标系下的方位角和仰角分别为α和β，根据探测点磁场分量求解公式有:
2.根据权利要求1所述的滑坡体地表位移测量方法，其特征在于:其还包括地球磁场的影响和处理步骤:在两个探测点的基础上增加一个或多个探测点，根据地磁场分布的特殊性，可认为在较小的地域范围内地磁场在短时间内变化很微弱，即多个磁探测器在同一时间受到的地磁场干扰基本相同，利用差分原理，把磁探测器输出的同类信号两两相减，就可以消除静态和准静态干扰信号，从而提高探测精度。
【文档编号】G01B7/02GK103615962SQ201310659112
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】杨先卫, 潘礼庆, 吴剑, 王习东, 谭超, 罗志会, 许云丽, 马雪佳, 郑胜, 黄秀峰, 鲁广铎, 张国栋, 许文年, 田斌, 李建林 申请人:三峡大学