[發(fā)明專利]一種用于邊坡坡表變形監(jiān)測的多功能目標(biāo)物及其布設(shè)方法

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• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113175888A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐凜;查旭東;許杰;魯圣弟;肖益民;譚仕杰;熊亮;趙宇;楊曉松;王輝;閔遠(yuǎn)峰;李孟杰;劉浩軍;肖秋明;程祥俊;樊小林;吳雙萍;莫惆
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽省交通控股集團(tuán)有限公司;長沙理工大學(xué)
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01C15/00
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本發(fā)明公開了一種用于邊坡坡表變形監(jiān)測的多功能目標(biāo)物及其布設(shè)方法，可廣泛應(yīng)用于各種人工或天然邊坡的坡表變形監(jiān)測。所述多功能目標(biāo)物包括雙向雷達(dá)角反射器、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)、攝影測量圖案和全站儀反射裝置，以及抱箍、內(nèi)桿、套筒、豎向鋼管和斜向鋼管；根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置要求，將多功能目標(biāo)物沿豎直方向按梅花狀交錯布設(shè)并固定于待測邊坡的坡體表面，從而集成了調(diào)制連續(xù)波雷達(dá)測量、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航測量、無人機(jī)攝影測量和全站儀測量四種邊坡坡表變形監(jiān)測技術(shù)，實現(xiàn)同時監(jiān)測或按需要進(jìn)行優(yōu)選監(jiān)測，測量結(jié)果相互對比印證并改進(jìn)修正，因此具有多功能、精度高、成本低、布設(shè)簡便和經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及邊坡監(jiān)測、攝影測量、雷達(dá)測量、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于邊坡坡表變形監(jiān)測的多功能目標(biāo)物及其布設(shè)方法。

背景技術(shù)

邊坡工程中，邊坡巖土體受荷載、降雨、風(fēng)化和溫度變化等各種人為和自然因素的長期作用，邊坡的工作性能逐漸衰減，當(dāng)邊坡內(nèi)部應(yīng)力和坡體強(qiáng)度之間的平衡關(guān)系被打破時，將產(chǎn)生崩塌、滑坍甚至滑坡失穩(wěn)等病害。對于邊坡工程特別是大型復(fù)雜邊坡，除了進(jìn)行常規(guī)的工程地質(zhì)調(diào)查、測繪、勘探、試驗和穩(wěn)定性評價外，還應(yīng)及時有效地開展邊坡工程的動態(tài)監(jiān)測，常規(guī)監(jiān)測邊坡坡表變形的方式為全站儀逐點(diǎn)測量，此法外業(yè)作業(yè)時間長、人力耗費(fèi)大、受地形通視條件和氣象條件限制，連續(xù)觀測能力差；使用位移計和測斜儀等設(shè)備對邊坡進(jìn)行監(jiān)測，其不僅能監(jiān)測邊坡表面位移還能監(jiān)測其內(nèi)部位移數(shù)據(jù)，精度高，但測量范圍小，設(shè)備易損壞；基于二維或三維雷達(dá)的邊坡坡表監(jiān)測技術(shù)測量精度高可及時反饋變形情況，但技術(shù)成本極高且受邊坡植被遮擋及人為影響；北斗衛(wèi)星導(dǎo)航實時差分定位技術(shù)由于技術(shù)成本高，儀器昂貴并且測量精度不理想，無法大量投入測量工作；攝影測量技術(shù)測量精度較高，應(yīng)用成本低，但在實際監(jiān)測過程中受環(huán)境和天氣影響限制了該技術(shù)的使用。綜上所述，單一的監(jiān)測技術(shù)很難滿足邊坡坡表監(jiān)測的應(yīng)用需求，也缺少與其他可靠技術(shù)進(jìn)行對比，同時昂貴的監(jiān)測設(shè)備很難讓一些新技術(shù)在實際邊坡監(jiān)測工程中推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種節(jié)省人力、操作方便、布設(shè)難度和技術(shù)成本低、自動化程度高、實時監(jiān)測且對坡體損害小的用于邊坡坡表變形監(jiān)測的多功能目標(biāo)物及其布設(shè)方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于邊坡坡表變形監(jiān)測的多功能目標(biāo)物，所述多功能目標(biāo)物沿坡體橫向、縱向以梅花狀交錯設(shè)置并固定于邊坡上，所述多功能目標(biāo)物包括北斗衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)、攝影測量圖案、雙向雷達(dá)角反射器、全站儀反射裝置，以及抱箍、內(nèi)桿、套筒、豎向鋼管和斜向鋼管，其中雙向雷達(dá)角反射器包括正方形頂板、等腰直角三角形背板、等腰直角三角形連接板，全站儀反射裝置包括全站儀反射片、貼片板、貼片板支架、全站儀棱鏡、棱鏡支架。

所述多功能目標(biāo)物組成各項測量技術(shù)的構(gòu)造及要求如下：

1.正方形頂板的對角線長與等腰直角三角形背板的斜邊邊長相同，等腰直角三角形連接板的直角邊長為正方形頂板對角線長的一半，正方形頂板對角線位置下接等腰直角三角形背板的斜邊，等腰直角三角形連接板的兩條直角邊分別與等腰直角三角形背板斜邊的高和正方形頂板的對角線相接，所有相接部分通過螺絲固定，其中等腰直角三角形背板沿斜邊高方向設(shè)置多列開孔。

2.二張全站儀反射片分別粘貼在二個貼片板上，并通過二個貼片板支架分別安裝在等腰直角三角形背板左右兩端，貼片板支架選用高強(qiáng)度型材加工而成，可更換二個貼片板支架為二個棱鏡支架，并在二個棱鏡支架上安裝全站儀棱鏡鏡頭，以提高全站儀測量精度。

3.攝影測量圖案采用圓形圖案，直徑大小控制在正方形頂板邊長的0.5～0.9倍之間，并根據(jù)實際情況噴涂不同顏色的反光漆，用于區(qū)分控制點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)，攝影測量圖案中心點(diǎn)、雙向雷達(dá)角反射器中心點(diǎn)及左右兩張全站儀反射片中心連線的中點(diǎn)是同一空間點(diǎn)。