一种基于北斗云的低成本滑坡实时监测系统

黄观文 黄观武 杜源 涂锐 韩军强 万凌川

黄观文, 黄观武, 杜源, 涂锐, 韩军强, 万凌川. 2018: 一种基于北斗云的低成本滑坡实时监测系统. 工程地质学报, 26(4): 1008-1016. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017-394
引用本文: 黄观文, 黄观武, 杜源, 涂锐, 韩军强, 万凌川. 2018: 一种基于北斗云的低成本滑坡实时监测系统. 工程地质学报, 26(4): 1008-1016. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017-394
HUANG Guanwen, HUANG Guanwu, DU Yuan, TU Rui, HAN Junqiang, WAN Lingchuan. 2018: A LOWCOST REAL-TIME MONITORING SYSTEM FOR LANDSLIDE DEFORMAION WITH BEIDOU CLOUD. JOURNAL OF ENGINEERING GEOLOGY, 26(4): 1008-1016. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017-394
Citation: HUANG Guanwen, HUANG Guanwu, DU Yuan, TU Rui, HAN Junqiang, WAN Lingchuan. 2018: A LOWCOST REAL-TIME MONITORING SYSTEM FOR LANDSLIDE DEFORMAION WITH BEIDOU CLOUD. JOURNAL OF ENGINEERING GEOLOGY, 26(4): 1008-1016. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017-394

一种基于北斗云的低成本滑坡实时监测系统

doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2017-394
基金项目: 

国家自然科学基金 41774025

国家自然科学基金 41731066

国家自然科学基金 41504006

国家自然科学基金 41674034

中国科学院百人计划和前沿科技重点研发计划 QYZDB-SSW-DQC028

二代导航重大专项课题"分析中心建设与运行维护" GFZX0301040308

陕西省自然科学基金项目 2016JQ4011

中央高校基本科研业务费项目 CHD310826171004

详细信息
    作者简介:

    黄观文(1983-), 男, 博士, 副教授, 主要从事精密钟差和精密定位研究.Email:huang830928@163.com

    通讯作者:

    黄观武(1985-), 男, 硕士生, 主要从事数据处理及灾害监测研究.Email:guanwu_hgw@126.com

  • 中图分类号: P642.22

A LOWCOST REAL-TIME MONITORING SYSTEM FOR LANDSLIDE DEFORMAION WITH BEIDOU CLOUD

  • 摘要: 为了实现低成本北斗滑坡地表形变自动化监测目的,本文研制了一套基于北斗云的新型滑坡实时监测系统。包括设计了具有无线传输、云端存储以及支持Ntrip(Networked Transport of RTCM via Internet Protocol)通过互联网进行RTCM网络传输协议)协议的北斗监测接收机,开发了高效的实时数据流管理软件和高精度滑坡形变监测软件,优化了外业施工设计方案,以千元终端机、自研定位软件辅以高效云计算的解决方案为低成本滑坡监测应用提供了可能。真实数值算例结果表明,短基线情形下北斗实时监测精度E方向(东方向)优于2 mm,N方向(北方向)优于2 mm,U方向(高程方向)优于3 mm,完全能够满足滑坡高精度实时监测需求。另外,本文还将滑坡区长期北斗连续监测结果与自动全站仪精密测量结果进行了对比,两者在水平方向和高程方向上符合度均优于3 mm,具有较好的一致性。
  • 图  1  GNSS接收机结构

    Figure  1.  The structure of a GNSS receiver

    图  2  GNSS接收机及外业集成方案

    Figure  2.  GNSS receiver and field integration solutions

    图  3  功能模块结构

    Figure  3.  Structure diagram of function models

    图  4  监测系统界面

    Figure  4.  Monitoring system interface

    图  5  算法实现流程

    Figure  5.  Flow chart of algorithm implementation

    图  6  点位位置卫星图

    Figure  6.  Satellite image of point position

    图  7  JC01 ENU方向残差图

    Figure  7.  Residual diagram of JC01 in ENU directions

    图  8  JC01站卫星可见性

    Figure  8.  Satellite visibility for site JC01

    图  9  监测点系统和全站仪水平方向监测结果对比

    Figure  9.  Comparison of monitoring results between monitoring system and total station in the plane direction

    图  10  监测点系统和全站仪高程方向监测结果对比

    Figure  10.  Comparison of monitoring results between monitoring system and total station on the elevation direction

    表  1  系统后台信息

    Table  1.   Information of system background

    数据库 操作系统 硬件指标
    SQL Server2008 Windows Server 2008 主频2.6 Hz,内存128 GB,系统类型64位,硬盘为磁盘阵列
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    表  2  系统数据采集设备比较

    Table  2.   Comparison of two different systems in the data acquisition section

    传统方式 北斗+云
    星座 GPS GPS/BDS
    成本 3~10万元 1~5千元
    体积 约2.5dm3 约0.5dm3
    外业方案 繁琐、工期长 部件式、工期短
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    表  3  ENU方向3个方案精度统计结果

    Table  3.   Statistical results of three schemes in ENU directions

    STD/mm E N U
    BDS 1.1 1.5 3.1
    GPS 1.3 1.9 4.3
    BDS/GPS 1.0 1.4 2.6
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    表  4  水平方向统计结果

    Table  4.   Statistical results of plane direction

    监测时间 系统水平变化量(与首期相减)/mm 全站仪水平变化量(与首期相减)/mm 系统水平变化量(与上期相减)/mm 全站仪水平变化量(与上期相减)/mm
    2016.03.08 32 124
    2016.03.13 39 132 7 8
    2016.03.20 52 142 13 10
    2016.03.26 60 149 8 7
    总计变化量 28 25 28 25
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    表  5  高程方向统计结果

    Table  5.   Statistical results of elevation direction

    监测时间 系统高程位移量(与首期相减)/mm 全站仪高程位移量(与首期相减)/mm 系统高程位移量(与上期相减)/mm 全站仪高程位移量(与上期相减)/mm
    2016.03.08 -52 -237
    2016.03.13 -65 -254 -13 -17
    2016.03.20 -87 -277 -22 -23
    2016.03.26 -111 -293 -24 -16
    总计变化量 -59 -56 -59 -56
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-08-18
  • 录用日期:  2017-10-21
  • 刊出日期:  2018-08-25

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