[发明专利]支持远程控制的变形监测传感器

说明书

技术领域

本发明涉及变形监测技术领域，具体涉及一种支持远程控制的变形监测传感器。

背景技术

变形监测是GNSS(Global Navigation Satellite System，全球卫星导航系统)高精度定位的一个主要应用，mm级别的高精度定位终端为桥梁、危楼、山体滑坡以及电力铁塔等设施提供监测预警服务，变形监测传感器面临成本高、维护难的问题。

基于GNSS高精度定位的变形监测原理是将GNSS定位天线固定在监测对象上，并输出原始观测数据到RTK(Real-Time Kinematic，实时动态)解算平台，RTK解算平台结合地基增强系统完成RTK解算，获得GNSS天线的位置信息，位置精度为毫米级，监测体微弱的形变即会被监测到，服务平台实时监测，并发布预警数据。基于GNSS高精度定位的变形监测原理如图1所示。

应用中，变形监测终端主要由GNSS接收机及高精度天线组成，天线接收卫星信号通过射频线缆接入到GNSS接收机，GNSS接收机对接收的卫星信号做处理，并输出监测的原始观测数据，原始观测数据可以经过如无线网桥、2G/3G/4G无线数传DTU(Data Transfer Unit，数据传输单元)、光纤、网线等多种通信方式，传输至数据处理服务中心。数据处理中心是一个RTK后处理算法平台，可以完成监测点天线的卫星定位。监测点天线微弱的移动会被监测到，监测精度可达到2mm～5mm，监测到天线位置发生变化可以认为是监测的对象发生了位移。一个监测对象上若安装多个天线，这个监测对象发生的微弱形变也能被监测出来。

RTK后处理算法平台完成数据处理、数据分析、数据存储、报表生成等工作，将监测结果实时显示，并在线发布监测点实时数据和警报信息。

集成解决方案通常是采用独立的GNSS接收机，一般GNSS接收机内部集成1块高精度定位板卡，高精度定位板卡有2个独立的信号处理通道，简称双天线高精度板卡，即支持2个天线接入，完成2个监测点的信号处理，故一个GNSS整机监测2个点的形变监测。

通信可以采用宽带通信，外部集成需要配备路由器、交换机以及串口服务器；也可以采用具备4G无线通信DTU进行通信，这种方式每一个监测点配备一个DTU。

GNSS接收机将原始观测数据接入RTK后处理算法平台(服务平台)，一般通过Ntrip server(RTK参考站)方式上传数据，一种是GNSS接收机中的高精度板卡支持网口，Ntrip server方式上传数据；另外一种是DTU集成Ntrip server功能，接收机输出数据通过串口接入DTU，DTU采用Ntrip server方式上传数据。

现有技术方案存在的问题体现在设计成本、安装和维护两个方面，具体如下：

1、在设计成本方面

以危楼变形监测为例，一栋楼需要在楼顶安装4个GNSS定位天线，通过射频线缆将射频信号引入安装在楼里的GNSS接收机，现有的接收机最多只支持2个天线的接入，完成2个监测点的监测，因此需要两个GNSS接收机完成4个监测点的监测。GNSS接收机定位输出原始观测数据通过串口或者网口输出。串口输出模式下，1路串口输出1个监测点的数据，4个监测点有4个串口数据输出，这些数据需要通过网络传输到RTK后处理算法平台，需要外部集成一个4串口转网口的服务器，将数据已以太网的形式输出到可以接入宽带的路由器，或者输出到具有上网功能4G无线数传模块；若是接收机以网口的形式输出观测数据，也需要将网口接入路由器，或者接入交换机再用具有上网功能4G无线数传模块传输数据。从系统复杂度、成本方面，该系统都过于繁琐，需要给各个设备供电，设备之间数据线连接复杂，另外需要用一个机柜或者机箱将所有的设备装机，安装地点和安装方式也会带来困扰。

2、安装和维护方面：