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边坡/山体滑坡安全监测系统


边坡安全监测系统支持高精度、中长基线解算、多系统联合解算、 GNSS各频率组合自动最优搜索解算,建立起边坡位移变化数据库,可为 分析边坡的变形趋势提供客观、精准的数据依据,为人民的生命、财产安全 保驾护航。

  边坡安全监测系统支持高精度、中长基线解算、多系统联合解算、 GNSS各频率组合自动最优搜索解算,建立起边坡位移变化数据库,可为 分析边坡的变形趋势提供客观、精准的数据依据,为人民的生命、财产安全 保驾护航。

中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。

作为一种空间数据获取方法,卫星定位是现代测绘学科的代表技术之一。以GPS为代表的GNSS测量技术出现后,随即在变形监测领域得到了尝试和应用。

 

我国地质和地理环境复杂,气候条件时空差异大,地质灾害种类多、分布广、危害大,是世界上地质灾害最严重的国家之一。为实现地质灾害防治管理的科学化、信息化、标准化和可视化,为防灾减灾决策提供科学依据,为地质灾害防治工作质量、效率和管理水平的提高奠定基础,乐琦科技有限公司充分利用当前物联网技术、智能传感技术、云计算技术、嵌入式技术、通信和多媒体信息技术,自主研发设备和应用软件系统为核心,面向省、市、县国土资源部门提供一套可靠、实用、专业的地质灾害监测与预警系统解决方案。

设计原则

本系统应用北斗、GPS 实时监测技术对边坡变形进行监测并作精密解算,从而使水平位移和垂直位移量达到毫米级乃至亚毫米级精度。系统整体设计、关键部件研发、软件设计和系统整体测试方案均以此目标为核心,并综合考量系统稳定性、可靠性、易用性以及环境适应性。软件设计可充分满足实时数据处理要求,并达到标称精度。

 

2.1 总体设计

本系统由数据采集、数据传输、数据处理与分析3大部分组成。数据采集为自主研发的北斗、GPS多模多频GNSS高精度监测型接收机(Mos-L300),数据传输采用无线通讯方式,数据处理与分析为自主研发的高精度实时变形监测系统监测软件(QGMOSV1.0)。

 

监测软件可提供实时解以及准实时解等多种解算模式,每个监测点可同时输出实时解和3 hour、24 hour等准实时解,满足数据分析中对探测精度和稳定性等指标的要求。

1. 系统遵循科学可靠、结构合理、功能完善、经济适用的原则;

2. 紧密结合GNSS系统有关国家规范以及各行业规范,实现理论研究与工程实践的统一;

3. 采用目前国际上GNSS算法研究方面较先进的理论成果,提高数据处理方法的效率和精度,并保证监测系统精度满足应用需求;

4. 实现数据采集、处理、分析、输出、存储、报警全过程的自动化,可实现长期无人值守连续自动运行监测;

5. 系统通信网络及接口符合工程设计总体规划,便于扩展维护;系统功能丰富,可满足不同领域用户需求;

6. 人性化操作设计,保证软件操作的便捷及稳定。

边坡表面变形北斗监测系统控制点包括两类:基准站和监测站。一般根据现有资料以及以往的建设经验进行布点设计。观测测站对于接收卫星信号的能力与测站周围的观测环境有较大关系,监测精度与观测时长息息相关。所以,在点位选择过程中,应综合考虑观测环境等因素,选择合适的环境与相应的设备。

 


4.1 基准站

 


 图4.2 监测站

数据的采集

理论上边坡在短期的时间内的水平方向和垂直方向位移量为0,采用这种方法来测试北斗监测系统的稳定性,采用北斗变形监测系统某一监测点的数据进行稳定性分析,监测的数据为自定义站心坐标系,设定一段时间观测,主要分析内容为24小时解,3小时解,实时解。下面为采用实际项目监测点的数据分析。

 


7.1 软件界面

数据分析

使用监测站前三天数据建立起始坐标基准点,第四天、第五天、第六天与前三天起始坐标进行比较,其24hour输出的位移量观测坐标水平变化小于1mm,垂直方向小于2mm。

分析结论

由采集数据分析得出结论为:以前三天数据为平均值最为监测点起始坐标,将后三天的数据与之比较,水平方向坐标变化最大值为0.385mm,小于1mm,垂直方向坐标变化最大值为-0.840mm,小于2mm,满足设计要求,达到亚毫米级别。

结论

通过多个项目表面变形北斗监测系统试验,以及对设备自身、安装布设、电缆连接、系统采集等多方面进行考核,系统总体指标已达到国内外同等水平,系统的稳定性,可靠性优于国内同类水平。