[发明专利]一种基于倾斜仪和GPS的火山监测与预警系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于灾害预警技术领域，涉及一种地质灾害预警系统及方法，具体涉及一种基于倾斜仪和GPS的火山监测与预警系统及方法。

背景技术

现代活动的四个火山岩带主要是环太平洋火山带、大西洋火山带、地中海火山带和东非火山带，对这几个火山带的监测安装了大量的传感器，设置诸多的地震站，如圣海伦斯火山周围有13个，夏威夷基拉韦亚火山周围有47个，印尼默拉皮火山周围设6个，苏弗里埃尔火山在1978年4月大爆发前，可感地震每小时达15次，火山活动的过程常造成许多微小地震，大爆发更能引起强烈地震。地震的发生也常导致火山活动。目前，对火山的监测有诸多的方案，向生建等人利用地震监测设备、山体滑坡监测设备、泥石流监测设备等，连接客户端与报警器，远程管理监测数据；柯福阳利用采集每个监测站点和连续运行的参考站以及周边的观测数据分析处理进行预警；张科元根据地震周期和现有监测地震和火山的监测数据在地壳内压力增大时人工引爆地球上现有的休眠火山小规模分批喷发排放地球内部的高压物质以减轻地球内部压力；但是，上述等人的监测系统，需求设备量大，数据的精准度不高，需求人工人力的支持量强度大，未考虑前期火山微小地表的运动状态的变化，基于此，针对现有对火山监测和预警系统的现状，需要提供一种低成本、便利又测量精度较高的火山监测预警系统及方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于倾斜仪和GPS的火山监测与预警系统及方法。

本发明的系统所采用的技术方案是：一种基于倾斜仪和GPS的火山监测与预警系统，其特征在于：包括倾斜测量子系统、GPS监测子系统、地控预警子系统；

所述倾斜测量子系统，用于根据地表结构因受到岩浆的压力或质量再分布而发生形变而引起的倾斜测量子系统形变，获得的地表倾斜角度，从而判断火山地表运动的微小形变，并根据预设的限值，进行预警；

所述GPS监测子系统，用于获取原始观测数据，判断火山运动引起的地表位移量，进行相应的火山运动状态监测；

所述地控预警子系统，用于接收倾斜测量子系统和GPS监测子系统传输的倾斜测量数据和GPS数据，并进行数据处理，分析得到预警数据，并根据设置的预警值，发出预警信号，从而实现对火山状态进行检测。

本发明的方法所采用的技术方案是：一种基于倾斜仪和GPS的火山监测与预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：测量地表倾斜度；

根据地表结构因受到岩浆的压力或质量再分布而发生形变而引起的倾斜仪形变，获得的地表倾斜角度θ；

步骤2：测量地表位移量；

利用设置在火山口两侧的GPS接收机，获取GPS基线向量、载波相位观测值、星历历元数据；对星历历元数据进行GPSRTK处理，组设的载波相位双差观测方程以及双差观测方程的误差方程模型，精准处理观测数据，实时观测数据实时处理数据，判断基线长以及地表监测点的三维坐标是否有变形，坐标位移量是否在预警数据精度范围；

步骤3：预警；

接收处理后的倾斜测量子系统和GPS监测子系统传输的倾斜测量数据和GPS数据，分析得到预警数据，并根据设置的预警值，发出预警信号；

如果不在预警数据范围内，则对当前倾斜测量子系统和GPS监测子系统观测值进行最小二乘估计，然后重复迭代，全天候、实时的连续进行观测。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明对数据处理严格把关，消除粗差，对数据的高精度、高要求使得对火山的监测更加准确，保证了数据的可靠性，实现对火山的全天候监测和数据的实时更新，通过对数据的分析能够及时对危险信息发出预报。

附图说明

图1是本发明实施例的倾斜仪结构示意图；

图2是本发明实施例的数据传输流程图；

图3是本发明实施例的方法流程图；

图4是本发明实施例的数据处理流程图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的一种基于倾斜仪和GPS的火山监测与预警系统，包括倾斜测量子系统、GPS监测子系统、地控预警子系统；