[实用新型]一种表面位移监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木工程领域应用于地质灾害监测行业中的一种表面位移 监测系统。

背景技术

表面位移监测是对地质灾害成因机理研究及预警预报很重要的一环，目前表 面位移监测主要采用测量机器人和GNSS技术。测量机器人一般都要求观测站、 控制点(后视点)必须埋设于变形区域以外，由于测量机器人受观测距离的限制， 观测站和后视点基本都位于变形区域内，点位就会发生变化，测量机器人无法实 时获得控制点精确坐标，观测点的坐标精度就难以满足要求。而GNSS监测技术 可以实现无通视、全天候的表面位移监测，但GNSS监测精度略逊于测量机器人， 且设备成本过高，成为限制其应用的一个重要因素。

若监测区域位于GPRS/CDMA信号无法覆盖的偏远地区，同时控制点还位于变 形区域内，采用测量机器人监测技术，会给表面位移测量带来很多的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一 种新的表面位移监测系统，并采用一种基于GPS/BDS/GLONASS三星联合解算相对 定位算法，在保证监测精度和监测成本的情况下完成表面位移监测。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种表面位移监测系统，其特征在于， 包括GNSS接收机与360°反射棱镜组合装置，所述组合装置固定在变形区域控制 点的观测墩上，用于测量控制点的三维坐标；测量机器人，用于自由设立测站， 并计算测站坐标；通讯链路，所述链路用于发送GNSS和测量机器人监测信息到 监测中心，并将经后台处理的控制点三维坐标数据传送给测量机器人，供测量机 器人自由设站计算测站坐标使用；电源模块，用于为GNSS接收机和测量机器人 提供电力；监测中心，用于收集控制点和观测点监测信息，利用基于 GPS/BDS/GLONASS联合解算相对定位算法处理GNSS定位信息，并校验分析GNSS 和测量机器人获取的控制点坐标信息，判断控制点点位是否发生变化，可实时地 对测量机器人的后视点坐标进行校正，保证观测点坐标的测量精度。

优选地，GNSS接收机与360°反射棱镜组合装置中GNSS接收机通过电缆与天 线相连，GNSS天线、360°反射棱镜和基座通过连接器依次连接，同时GNSS天线 相位中心、棱镜中心、基座中心重合，并与连接器保持垂直。

优选地，所述GNSS接收机与360°反射棱镜组合装置中GNSS天线相位中心1 到基座底端3的固定高差为h₁，360°反射棱镜中心2到基座3底端的固定高差为 h₂，可计算GNSS天线相位中心1和360°反射棱镜中心2的高程差Δh＝h₁-h₂。

优选地，所述GNSS接收机与360°反射棱镜组合装置中的连接器为铝合金材 料。

优选地，通讯链路可采用北斗卫星通讯模块、无线通讯模块或有线通讯模块。

优选地，北斗卫星通讯模块，包括硬件接口一、信息集成器、硬件接口二、 北斗通讯终端一、北斗一号卫星、北斗通讯终端二和硬件接口三。

优选地，北斗卫星通讯模块，所述北斗卫星通讯模块，利用信息集成器对测 量机器人和GNSS接收机与360°反射棱镜组合装置采集数据进行编码打包，发送 给北斗通讯终端一；北斗通讯终端一发出通信指令，将打包的监测数据通过北斗 卫星信道发送给北斗通讯终端二，北斗通讯终端二将数据发送给中心服务站；同 理，监测中心也可通过北斗通讯设备将后台解算的控制点坐标发送给测量机器 人。

优选地，所述北斗卫星通讯模块，其特征在于，硬件接口一采用的是RS485 或RS232串口，硬件接口二与硬件接口三，采用的也是RS232串口，北斗通讯终 端和外设通信采用的是RS232串口。

优选地，所述北斗卫星通讯模块，其特征在于监测中心与GNSS接收机、测 量机器人之间的通信，采用的是神州天鸿终端协议。

优选地，电源模块采用的是太阳能+蓄电池和/或市电+UPS。

优选地，所述监测中心采用的是一种高精度GPS/BDS/GLONASS三星座联合解 算算法，实时获取控制点坐标数据，可进行平差计算，并对GNSS接收机与360° 反射棱镜组合装置和测量机器人获取的控制点数据进行校验分析，判断控制点点 位是否发生变化，对测量机器人后视点坐标进行校正。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：