[实用新型]一种自动沉降监测系统

说明书

本实用新型公开了一种自动沉降监测系统，由无人机子系统、激光测量子系统和毫米波雷达测量子系统构成。无人机子系统悬停在观测点正上方，激光测量子系统由激光发射装置和激光接收装置构成，激光发射装置位于基准点处，用于发射水平准直激光信号，激光接收装置固定在无人机上，用于测量无人机相对于基准点的高度；毫米波雷达测量子系统由毫米波雷达和无源反射器构成，毫米波雷达固定在无人机子系统上，无源反射器位于观测点处，用于测量无人机子系统相对于观测点的高度；从而可以测量出观测点相对于基准点的高度，进而可以测量出观测点的沉降位移量。

技术领域

本实用新型属于防灾减灾技术领域，涉及一种自动沉降监测系统。

背景技术

随着城市化进程的不断加快，城市建设向地下发展，各类地下工程日益增多，周边地面与建筑将会产生沉降与位移，当沉降量累积到一定程度，会发生灾难性后果，造成重大的人员伤亡和巨大的财产损失，因而对地面沉降进行实时在线监测具有十分重要的意义。

水准仪是地面沉降监测的主要方法，但在使用中存在如下问题：需要埋设管道，监测范围有限，误差较大效率低下等。为此，众多科技工作者和工程技术人员研究了一系列的监测方法与技术，如GPS测量方法、干涉合成孔径雷达法、激光准直监测方法等，这些方法在沉降监测方面发挥了重要作用，但在实际使用过程中也遇到了一些问题。

GPS测量方法根据GPS定位原理来测量安装在被测对象上的GPS接收机的位移量，这种测量方法存在的问题是：(1)受地形条件限制，GPS卫星信号存在遮挡，精度变差甚至失效；(2)垂直方向测量精度较低；(3)基准站点与观测站点之间需要通信链路。合成孔径雷达监测技术基于相位干涉测量，是一种新型的微波遥感技术，这种测量方法存在的问题是：(1)受轨道定位精度、大气折射、地形地物等影响，测量误差较大；(2)干涉雷达图像存在失相干问题，需要进行相位解缠等。激光准直监测方法是在监测桩上安装激光光源，其随沉降发生位移，测量装置中的光电探测器CCD上的光斑位置也随之发生变化，这种方法存在的问题是：(1)使用CCD成像，激光发射信号没有调制功能，系统抗干扰能力差；(2)在监测点处需要竖起监测桩，凸起的监测桩对行人及交通造成不利影响；(3)监测点处需要供电。

与以上几种测量方法不同的是，本实用新型提出了一种新型的自动沉降监测方法，该方法综合运用了无人机高精度定位技术、激光位移测量技术、毫米波雷达精密测距技术，具有测量精度高、自动化程度高、使用方便等优点。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种自动沉降监测系统，提供如下技术方案：

本实用新型公开了一种自动沉降监测系统，由无人机子系统、激光测量子系统和毫米波雷达测量子系统构成。无人机子系统悬停在观测点正上方，激光测量子系统由激光发射装置和激光接收装置构成，激光发射装置位于基准点处，用于发射水平准直激光信号，激光接收装置固定在无人机上，用于测量无人机相对于基准点的高度；毫米波雷达测量子系统由毫米波雷达和无源反射器构成，毫米波雷达固定在无人机子系统上，无源反射器位于观测点处，用于测量无人机子系统相对于观测点的高度；从而可以测量出观测点相对于基准点的高度，进而可以测量出观测点的沉降位移量。

本实用新型的有益效果在于：(1)本实用新型所提供的沉降监测系统测量精度高；(2)本实用新型所提供的沉降监测系统自动化程度高；(3)本实用新型所提供的沉降监测系统具有多点监测能力。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型的系统结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。