[发明专利]一种用于边坡坡表变形监测的多功能目标物及其布设方法

说明书

本发明公开了一种用于边坡坡表变形监测的多功能目标物及其布设方法，可广泛应用于各种人工或天然边坡的坡表变形监测。所述多功能目标物包括双向雷达角反射器、北斗卫星导航接收机、摄影测量图案和全站仪反射装置，以及抱箍、内杆、套筒、竖向钢管和斜向钢管；根据监测点设置要求，将多功能目标物沿竖直方向按梅花状交错布设并固定于待测边坡的坡体表面，从而集成了调制连续波雷达测量、北斗卫星导航测量、无人机摄影测量和全站仪测量四种边坡坡表变形监测技术，实现同时监测或按需要进行优选监测，测量结果相互对比印证并改进修正，因此具有多功能、精度高、成本低、布设简便和经济环保等优点。

技术领域

本发明涉及边坡监测、摄影测量、雷达测量、北斗卫星导航定位技术领域，尤其涉及一种用于边坡坡表变形监测的多功能目标物及其布设方法。

背景技术

边坡工程中，边坡岩土体受荷载、降雨、风化和温度变化等各种人为和自然因素的长期作用，边坡的工作性能逐渐衰减，当边坡内部应力和坡体强度之间的平衡关系被打破时，将产生崩塌、滑坍甚至滑坡失稳等病害。对于边坡工程特别是大型复杂边坡，除了进行常规的工程地质调查、测绘、勘探、试验和稳定性评价外，还应及时有效地开展边坡工程的动态监测，常规监测边坡坡表变形的方式为全站仪逐点测量，此法外业作业时间长、人力耗费大、受地形通视条件和气象条件限制，连续观测能力差；使用位移计和测斜仪等设备对边坡进行监测，其不仅能监测边坡表面位移还能监测其内部位移数据，精度高，但测量范围小，设备易损坏；基于二维或三维雷达的边坡坡表监测技术测量精度高可及时反馈变形情况，但技术成本极高且受边坡植被遮挡及人为影响；北斗卫星导航实时差分定位技术由于技术成本高，仪器昂贵并且测量精度不理想，无法大量投入测量工作；摄影测量技术测量精度较高，应用成本低，但在实际监测过程中受环境和天气影响限制了该技术的使用。综上所述，单一的监测技术很难满足边坡坡表监测的应用需求，也缺少与其他可靠技术进行对比，同时昂贵的监测设备很难让一些新技术在实际边坡监测工程中推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种节省人力、操作方便、布设难度和技术成本低、自动化程度高、实时监测且对坡体损害小的用于边坡坡表变形监测的多功能目标物及其布设方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于边坡坡表变形监测的多功能目标物，所述多功能目标物沿坡体横向、纵向以梅花状交错设置并固定于边坡上，所述多功能目标物包括北斗卫星导航接收机、摄影测量图案、双向雷达角反射器、全站仪反射装置，以及抱箍、内杆、套筒、竖向钢管和斜向钢管，其中双向雷达角反射器包括正方形顶板、等腰直角三角形背板、等腰直角三角形连接板，全站仪反射装置包括全站仪反射片、贴片板、贴片板支架、全站仪棱镜、棱镜支架。

所述多功能目标物组成各项测量技术的构造及要求如下：

1.正方形顶板的对角线长与等腰直角三角形背板的斜边边长相同，等腰直角三角形连接板的直角边长为正方形顶板对角线长的一半，正方形顶板对角线位置下接等腰直角三角形背板的斜边，等腰直角三角形连接板的两条直角边分别与等腰直角三角形背板斜边的高和正方形顶板的对角线相接，所有相接部分通过螺丝固定，其中等腰直角三角形背板沿斜边高方向设置多列开孔。

2.二张全站仪反射片分别粘贴在二个贴片板上，并通过二个贴片板支架分别安装在等腰直角三角形背板左右两端，贴片板支架选用高强度型材加工而成，可更换二个贴片板支架为二个棱镜支架，并在二个棱镜支架上安装全站仪棱镜镜头，以提高全站仪测量精度。

3.摄影测量图案采用圆形图案，直径大小控制在正方形顶板边长的0.5～0.9倍之间，并根据实际情况喷涂不同颜色的反光漆，用于区分控制点和监测点，摄影测量图案中心点、双向雷达角反射器中心点及左右两张全站仪反射片中心连线的中点是同一空间点。