[发明专利]一种基于超带宽定位的危岩崩塌灾害变形监测方法及系统

说明书

本发明属于灾害监测技术领域，公开了一种基于超带宽定位的危岩崩塌灾害变形监测方法，灾害体表面分布有至少一个测量标签，所述监测方法包括：信号预校验：由移动测量基站按预设轨迹分别飞临与之所对应测量标签的预设位置，移动测量基站在预设位置附近根据信号强度阈值寻找其与测量标签之间优信号所在位置；定位测算：移动测量基站在优信号所在位置对测量标签进行数据采集和测算位移变化；本发明还公开了一种基于超带宽定位的危岩崩塌灾害变形检测系统，包括测量主机、移动测量基站和测量标签。本发明能够在较复杂的环境下极性灾害监测，而且能够通过自动寻找优信号并在优信号所在位置进行数据采集和测算，使得测算出的数据更加准确。

技术领域

本发明属于灾害监测技术领域，具体涉及一种基于超带宽定位的危岩崩塌灾害变形监测方法及系统。

背景技术

目前危岩崩塌体的监测工作仍然是崩塌、滑坡、泥石流等典型地质灾害监测中最薄弱的环节；出于安全考虑，早期的人工巡查方法已经停用；目前应用较广的监测方法中有GPS监测法，大地测量法、摄影法、三维激光扫描法以及相关因素监测方法；GPS监测法使用成本过高；而大地测量法、摄影法及三维激光扫描法对人工要求较高，实现自动化测量较为困难；相关因素监测方法因为各灾害地点实际情况差异太大，很难总结准确得出相关因素与灾害体变形的对应关系。

超宽带(UWB)技术的发展，为区域高精度位置测量提供了一个可以替代GPS的实施方案。但目前UWB技术主要应用于室内定位，在室外采用UWB技术定位的技术案例尚很少见，其通常包括多个微基站和多个位置标签；位置标签分布式部署于潜在的危岩区域，接受指令发射UWB定位脉冲信号，位置标签与微基站之间通过无线方式传递信息。但是这种方法存在着以下缺陷：

首先，通过多个微基站和位置标签组成的传感网络，其测量精度取决于时间的测量，所以要求基站和标签之间时间完全同步，但在实际测量中，实现基站和标签之间的时间同步是较困难的，每一个节点(靶标/基站)都有自己的参考时钟，一般通过晶振提供时钟源。由于受温度工艺等因素影响，晶振存在频率偏差与漂移，芯片中的锁相环等在对时钟进行倍频时也存在误差，这些误差会导致最终系统时钟存在误差。随着时间当基站和标签之间时间不同步逐渐增大时，根据实际测量结果显示，其测量结果会产生较大误差。

其次，野外环境复杂，危岩处不宜搭建基站，存在安全的重大隐患，且由于野外存在遮盖导致信号，遮挡物衰减了从发射端到接收端的信号，导致接收端接收不到直线到达的无线脉冲信号。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于超带宽定位的危岩崩塌灾害变形监测方法及系统，利用移动测量基站通过寻找与测量标签优信号所在的位置，实现对测量标签位移变化数据精确的采集和测算。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于超带宽定位的危岩崩塌灾害变形监测方法，灾害体表面分布有至少一个测量标签，所述监测方法包括：

信号预校验：由移动测量基站按预设轨迹分别飞临与之所对应测量标签的预设位置，移动测量基站在预设位置附近根据信号强度阈值寻找其与测量标签之间优信号所在位置；

定位测算：移动测量基站在优信号所在位置对测量标签进行数据采集和测算位移变化。

在优选技术方案中，在信号预校验中，根据信号强度阈值寻找优信号所在位置的具体步骤为：

S1：移动测量基站预设有信号强度阈值，在其接收于测量标签的信号强度低于该阈值时，为信号不佳，移动测量基站则在所述预设位置附近开始自动寻优；

若移动测量基站接收于测量标签的信号强度大于等于该阈值时，为优信号，移动测量基站保持悬停，并进行所述定位测算；若信号强度小于该阈值，则进入步骤S2；