[發(fā)明專利]一種基于北斗地基增強的建筑物變形監(jiān)測系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710950200.7
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107764231B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘宇明;丁樂樂;王珍;盧奕;邢煒光;朱大勇;魏麟;馬強;李蕾;孟凡效;王震
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市勘察設(shè)計院集團有限公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01S19/41
• 代理公司: 天津耀達律師事務(wù)所 12223
• 代理人: 侯力

本發(fā)明公開了一種基于北斗地基增強的建筑物變形監(jiān)測系統(tǒng)及方法，監(jiān)測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理平臺和監(jiān)測預(yù)警平臺，其中，數(shù)據(jù)采集模塊包括GNSS天線、GNSS接收機和傾角傳感器，數(shù)據(jù)處理平臺通過數(shù)據(jù)傳輸模塊收集由數(shù)據(jù)采集模塊實時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并進行解碼、解算和存儲，監(jiān)測預(yù)警平臺綜合分析和顯示實時計算出的建筑物位移、沉降、傾斜變形信息，實現(xiàn)遠程實時監(jiān)測、實時分析、自動報警等功能。本發(fā)明所述監(jiān)測系統(tǒng)和方法設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)清晰，實時對建筑物變形進行自動化監(jiān)測和預(yù)警，利用北斗地基增強系統(tǒng)基準(zhǔn)站為實時差分和事后解算服務(wù)提供基準(zhǔn)，提高了監(jiān)測效率和定位精度，節(jié)約了監(jiān)測成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑物變形監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于北斗地基增強的建筑物變形監(jiān)測系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

建筑物在使用期間，因受到地基的工程地質(zhì)條件、地基處理方法、建(構(gòu))筑物上部結(jié)構(gòu)的荷載等多種因素的綜合影響，有可能引起地基以及四周地層發(fā)生變形，建筑物由于基礎(chǔ)變形及其外部荷載與內(nèi)部應(yīng)力的共同作用，也要發(fā)生變形。這種變形在規(guī)定的范圍內(nèi)是可以的，如若超出了一定的限值，就會給建筑物的生產(chǎn)和運營帶來安全隱患，嚴重時還會造成建筑物的開裂，或使建筑物發(fā)生不均勻沉降而導(dǎo)致傾斜，甚至造成建筑物的整體塌坊。因此，為保證建筑物安全，確定其變形因素、變形速度和變形規(guī)律，對異常變形作出分析和預(yù)報，以便及時采取應(yīng)對措施，在建筑物的設(shè)計、施工以及運營管理階段具有十分重要的意義。

GNSS(Global Navigation Satellite System，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))技術(shù)的快速發(fā)展使其應(yīng)用于變形監(jiān)測以及大型建筑物、構(gòu)筑物的動態(tài)監(jiān)測方面展現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢，應(yīng)用也越來越廣泛。該技術(shù)的優(yōu)點是速度快、全天候、自動化程度高、受環(huán)境影響小、外業(yè)測量強度小，并且數(shù)據(jù)的完整性和連續(xù)性較高。傳統(tǒng)的GNSS變形監(jiān)測需要周期性重復(fù)觀測，并求得各個時間段的變化量，由此反映出變形體的變形特征和變形規(guī)律。首先在觀測區(qū)域的穩(wěn)定位置上架設(shè)基準(zhǔn)站，依據(jù)某期(一般選用首期)GNSS測量中變形監(jiān)測點及基準(zhǔn)點(工作基點)上的觀測資料進行相對定位，進而求得變形監(jiān)測點的三維坐標(biāo)，并將其作為變形監(jiān)測中的參考標(biāo)準(zhǔn)，然后采用類似方法進行定期或不定期的復(fù)測。但該方法的缺陷是：

(1)傳統(tǒng)的GNSS變形監(jiān)測技術(shù)需要周期性重復(fù)觀測，依賴人工操作，自動化程度低，且每一期觀測的間隔時間較長，不能實時監(jiān)測變形；

(2)傳統(tǒng)的GNSS變形監(jiān)測技術(shù)中，一般需要在監(jiān)測區(qū)域外的固定點上架設(shè)基準(zhǔn)站，這在一定程度上增加了工作量，并且變形位移的精度受到基準(zhǔn)站穩(wěn)定性的影響；

(3)采用傳統(tǒng)的GNSS變形監(jiān)測技術(shù)基準(zhǔn)站流動站模式的實時差分定位精度較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)GNSS測量中需要人工復(fù)測，自動化程度低，且需要架設(shè)基準(zhǔn)站，實時變形監(jiān)測精度低的問題，提出了一種基于北斗地基增強的建筑物變形監(jiān)測系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于北斗地基增強的建筑物變形監(jiān)測系統(tǒng)包括順次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理平臺和監(jiān)測預(yù)警平臺；所述的數(shù)據(jù)采集模塊用于采集GNSS和傾角傳感器原始觀測數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸模塊用于在各模塊和平臺之間傳遞原始數(shù)據(jù)和消息指令；數(shù)據(jù)處理平臺用于接收并處理GNSS和傾角傳感器原始觀測數(shù)據(jù)獲取建筑物位移、沉降及傾斜信息；監(jiān)測預(yù)警平臺融合分析建筑物變形數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)頁顯示建筑物位移、沉降及傾斜變形信息，實現(xiàn)遠程自動監(jiān)測、實時分析、自動報警和報表輸出功能。

進一步地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括GNSS天線、GNSS接收機和傾角傳感器，其中，所述GNSS接收機采用四天線接收機，即GNSS接收機連接四個GNSS天線，所述GNSS天線安裝于被監(jiān)測建筑物的指定監(jiān)測點，用于監(jiān)測位移和沉降情況；所述傾角傳感器安裝于被監(jiān)測建筑物的某個房屋角點或樓頂中心位置，且所述傾角傳感器X軸和Y軸分別平行和垂直于樓體邊線，用于監(jiān)測建筑物傾斜狀態(tài)，GNSS接收機和傾角傳感器通過數(shù)據(jù)傳輸模塊與數(shù)據(jù)處理平臺相連。