大壩是保障水資源合理調配、防洪減災、水力發電的設施，維護其安全重中之重。因此，需要針對土石壩進行位移監測設計并實現自動化監測，有助于及時發現潛在風險、保障大壩安全。

首先，中國境內監測站點布設需嚴格遵循《土石壩安全監測技術規范》SL551-2012。表面變形監測點采用斷面形式布置，分為垂直壩軸線方向的監測橫斷面和平行壩軸線方向的監測縱斷面。監測橫斷面應選在最大壩高或原河床處、合龍段、地形突變處、地質條件復雜處以及壩內埋管或可能異常處，數量一般不少于3個；監測縱斷面一般不少于4個，在壩頂上下游兩側、上游壩坡正常蓄水位以上及下游壩坡不同高度處按規定布設。監測橫斷面間距根據壩軸線長度確定，壩軸線長度小于300米時取20-50米，大于300米時取50-100米。基準點需設在工程影響以外區域，如土石壩兩岸壩肩或下游地質條件良好處，數量不少于3個；工作基點選在靠近工程區、基礎相對穩定處，數量和分布滿足監測控制需求。

大壩位移監測主要有人工觀測和自動化監測兩種方式。人工觀測以整體穩定為核心，建立與施工控制網坐標系統統一的變形監測控制網，基準點設在地質條件穩定處，與工作基點和變形觀測點形成監測網，一般用全站儀監測。自動化監測則針對重點部位建立GNSS自動化監測系統，為提升效率與精確度，將兩種方式融合，形成 GNSS地表位移監測站。

監測站點設備包含太陽能供電系統、蓄電池、天線、GNSS 接收機、4G 數傳終端、充放電控制器及一體化安裝支架等。這些設備集成到一起，為監測數據的采集和傳輸提供硬件支持。

監測自動化系統采用分布式、多級連接、開放性的網絡結構，按現場監測站和監測中心站兩級設置。現場監測站由自動化監測儀器、數據自動采集單元和監測主機組成，采集單元按程序采集數據，經A/D轉換、存儲后發送至監測中心站，同時接收中心站控制指令。監測中心站通過安全監測信息管理系統集中管理各類數據及相關文檔，借助安全分析評價系統分析發布監測資料，并反饋控制指令給現場采集計算機。

慮到大壩野外環境，優先采用4G通信網絡，不具備4G 條件的區域則用北斗或者其他衛星傳輸數據。供電方式通常選用市電供電，或太陽能與蓄電池組合供電，保障監測系統持續穩定運行。

通過上述設計，GNSS 位移監測站能夠實現對土石壩位移的有效監測和預警，保護大壩安全。

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