[實用新型]一種基于超帶寬定位的危巖崩塌災害變形監測系統

有效

• 申請號: 202021002163.0
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN212379556U
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 李揚
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院探礦工藝研究所
• 主分類號: G01S5/10
• 分類號: G01S5/10;G01S5/02;G01S19/03;G01S19/46;G01B15/06
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 曾凱

本實用新型屬于災害監測技術領域，公開了一種基于超帶寬定位的危巖崩塌災害變形監測系統，包括測量主機、移動測量基站和測量標簽；其中，所述測量標簽設有多個，并分布于災害體的表面；所述測量標簽與移動測量基站通訊連接，其作為移動測量基站的監測靶標；所述移動測量基站設有多個，并分別對應一個測量標簽；所述移動測量基站與測量主機通訊連接，用于在測量主機的遠程控制下尋找移動測量基站與測量標簽之間優信號所在位置，并在優信號所在位置對測量標簽的相關參數進行采集；所述測量主機分別與移動測量基站通訊連接。本實用新型通過信號尋優能夠獲得更加準確的測量標簽位移數據，并通過時間同步避免由于環境影響導致信號不佳的問題。

技術領域

本實用新型屬于災害監測技術領域，具體涉及一種基于超帶寬定位的危巖崩塌災害變形監測系統。

背景技術

目前危巖崩塌體的監測工作仍然是崩塌、滑坡、泥石流等典型地質災害監測中最薄弱的環節；出于安全考慮，早期的人工巡查方法已經停用；目前應用較廣的監測方法中有GPS監測法，大地測量法、攝影法、三維激光掃描法以及相關因素監測方法；GPS監測法使用成本過高；而大地測量法、攝影法及三維激光掃描法對人工要求較高，實現自動化測量較為困難；相關因素監測方法因為各災害地點實際情況差異太大，很難總結準確得出相關因素與災害體變形的對應關系。

超寬帶(UWB)技術的發展，為區域高精度位置測量提供了一個可以替代GPS 的實施方案。但目前UWB技術主要應用于室內定位，在室外采用UWB技術定位的技術案例尚很少見，其通常包括多個微基站和多個位置標簽；位置標簽分布式部署于潛在的危巖區域，接受指令發射UWB定位脈沖信號，位置標簽與微基站之間通過無線方式傳遞信息。但是這種方法存在著以下缺陷：

首先，通過多個微基站和位置標簽組成的傳感網絡，其測量精度取決于時間的測量，所以要求基站和標簽之間時間完全同步，但在實際測量中，實現基站和標簽之間的時間同步是較困難的，每一個節點(靶標/基站)都有自己的參考時鐘，一般通過晶振提供時鐘源。由于受溫度工藝等因素影響，晶振存在頻率偏差與漂移，芯片中的鎖相環等在對時鐘進行倍頻時也存在誤差，這些誤差會導致最終系統時鐘存在誤差。隨著時間當基站和標簽之間時間不同步逐漸增大時，根據實際測量結果顯示，其測量結果會產生較大誤差。

其次，野外環境復雜，危巖處不宜搭建基站，存在安全的重大隱患，且由于野外存在遮蓋導致信號，遮擋物衰減了從發射端到接收端的信號，導致接收端接收不到直線到達的無線脈沖信號。

實用新型內容

本實用新型目的在于提供一種基于超帶寬定位的危巖崩塌災害變形監測系統，通過測量主機控制移動測量基站通過尋找與測量標簽之間的優信號所在位置，能夠有效解決測量標簽信號被障礙物遮擋而導致測算數據不準確的問題。

本實用新型所采用的技術方案為：

一種基于超帶寬定位的危巖崩塌災害變形監測系統，包括測量主機、移動測量基站和測量標簽；其中，

所述測量標簽設有多個，并分布于災害體的表面；所述測量標簽與移動測量基站通訊連接，其作為移動測量基站的監測靶標；

所述移動測量基站設有多個，并分別對應一個測量標簽；所述移動測量基站與測量主機通訊連接，用于在測量主機的遠程控制下尋找移動測量基站與測量標簽之間優信號所在位置，并在優信號所在位置對測量標簽的相關參數進行采集；

所述測量主機分別與移動測量基站通訊連接；所述測量主機用于遠程控制每個移動測量基站，并根據從移動測量基站獲得相關參數計算測量標簽的位移變化數據。

在優選的技術方案中，所述測量主機包括：

數學模型和解算模塊，用于建立尋找優信號的數學模型和數據計算；

飛行控制模塊，用于控制每個移動測量基站的移動，其中預設有多組移動測量基站的位置陣列，每組移動測量基站位置陣列包括陣列中各個移動測量基站的飛行軌跡；