随着气候的不断变化与人类对自然的不断改造,地质灾害变得愈发频繁。地质灾害不仅直接威胁生命安全,还会摧毁基础设施、阻塞河道引发次生灾害,并造成长期生态破坏。
为了及时有效的应对地质灾害,山东仁科研发了GNSS位移监测站。GNSS位移监测站 具有精准的监测能力、高效的预警机制等优势,能够为地质灾害防范提供强有力的技术支持。
GNSS位移监测站-功能优势
毫米级测量精度
山体滑坡、地面塌陷等地质灾害的早期征兆往往隐匿于微小形变。山东仁科所研发的 GNSS位移监测站可同时接收多系统多频率卫星信号实时上传解算平台,且解算结果精确,实现了毫米级定位精度。
同时,设备采用PPK载波相位事后差分定位技术,利用后处理算法消除电离层延迟、对流层折射、卫星轨道误差等干扰因素,将水平位移误差控制在 ±(2.5+0.5×10-6×D)mm,垂直位移误差控制在±(5.0+0.5×10-6×D)mm,能够精准监测到山体滑坡、大坝沉降、桥梁形变等灾害微小形变的早期信号,为灾害预警提供可靠依据。
全方位防护
GNSS位移监测站主要由GNSS天线、GNSS天线罩、避雷针、太阳能电池板、主控制机箱(内有主控传输模块)、安装支架组成。由于设备常年在户外工作,为保障设备运行安全,山东仁科工程师为其加入了多种细节设计。
① 设备自带 金属电控箱,可有效保护内部元器件不受外界环境影响,电控箱采用金属喷塑工艺,既可以有效抗击紫外线侵蚀防止金属老化和雨水腐蚀,又保持了设备的美观性。
② 户外环境复杂,GNSS位移监测站时常面临狂风、暴雨等恶劣天气的侵袭,普通立杆存在倾倒风险,无法保障设备正常运行。GNSS位移监测站采用了直径114mm的加强立杆,符合《地质灾害专群结合监测领警技术指南(试行)》中“GNSS立杆直径应≥90mm”的规定,粗壮的立杆为设备提供了稳固的支撑基础,保证了监测数据的连续性和准确性。
③ 在矿山、道路、边坡等场景,由于紫外线强烈、酸碱腐蚀物质多等影响,天线长期暴露在这样的环境中极易被老化腐蚀。
因此,山东仁科工程师为GNSS位移监测站的顶部加装了天线罩,可有效防止天线受到外界环境的侵害,延长天线使用寿命且不会影响监测站对卫星信号的接收。
④ 由于GNSS位移监测站其金属构件和高灵敏度天线极易成为雷击目标,因此,山东仁科工程师还为GNSS位移监测站加装了避雷针。避雷针通过尖端放电效应主动引导雷电流,结合埋设的接地网形成低阻抗泄放通道,可将数万安培的瞬时电流导入地下,有效避免雷电直击导致的主控模块烧毁、天线接收器损毁等硬件故障,同时抑制感应雷产生的电磁脉冲对数据采集模块的干扰,确保位移监测数据连续性不受雷雨天气影响。
无需布线,太阳能供电
在电网难以覆盖的区域(山地、峡谷),传统供电方式往往面临拉线供电困难、成本高昂等问题,GNSS位移监测站采用太阳能供电系统,符合环保理念同时,免除了在复杂地形中铺设电线的困难,彻底解决了地形限制带来的供电困境。
参数配置方便
用户只需在手机下载“碰一碰蓝牙配置”,即可对设备进行无线配置,方便快捷,省时省力。
无线数据传输
传统有线传输依赖物理线路连接,在山区、隧道、河流等复杂地形中面临布线困难、易损毁、维护成本高等问题。山东仁科GNSS位移监测站采用了“基准站+测量站”(一个基准站可以对应多个测量站)的协同架构,依托4G无线传输技术将数据上传于环境云平台。彻底摆脱了空间限制,无需开挖沟槽或架设线缆,避免了线路断连导致的数据丢失风险,这种“一对多”架构还大幅减少了基准站的建设数量,保障精度的同时显著降低了硬件部署与维护成本,尤其适用于大范围监测场景(如数公里长的边坡或矿区)。
多设备协同工作,共同监测
GNSS位移监测站作为地质灾害监测设备,还可与水雨情监测站、气象站、压差式静力水准仪、渗压计、裂缝计等设备协同工作,组成地质灾害监测预警系统,将数据上传至环境监控云平台(综合环境监控云平台/综合环境预警测报平台),通过数据交叉验证提高监测结果的可靠性,多源信息融合构建更精确的预警模型,利用不同监测维度的数据进行互补,完整还原地质灾害演化过程,为科学制定防灾措施提供决策支撑。
环境监控云平台
环境监控云平台是山东仁科为回馈用户免费提供的综合性服务平台,平台具有实时数据查看、历史数据查询、超限报警、数据共享、大屏可视化等功能,可有效满足用户在数据处理时效性等方面的需求,解决了GNSS位移监测站在实时性、可访问性、及时响应等方面的局限。
实时数据查看
GNSS位移监测站能够将采集到的位移数据实时上传至环境云平台。用户只需在电脑或移动设备上登录云平台,就 可随时随地查看各个监测站的实时数据,如,设备所在经纬度、水平位移数据、垂直位移数据、Y轴位移数据、X轴位移数据、Z轴位移数据等,有效提高了数据获取时效性,避免因错过处置时机而造成损失。
历史数据查看
云平台具备存储功能,用户只需登录云平台即可通过折线或表格的方式随时随地调取任意时间段的历史数据(无论是分析长期的地质变化趋势,还是追溯特定事件发生时的位移情况,都能快速获取准确信息),以折线/表格的方式进行查看并进行导出,为监测工作提供更全面、深入的数据支持。
数据超限报警
基于地表位移变化程度,平台将风险划分为蓝、黄、橙、红四级预警。用户可以为监测要素设置告警阈值,当某个/多个测点的位移数据超过设置的告警值时,平台便会以电话、短信、微信、邮件的方式进行远程报警,同时以数据变红、弹窗等多种方式进行平台报警,用户可依据不同的预警信号采取分级处置措施。四级预警等级机制为地质灾害防控构建了分级响应体系,实现了风险等级的动态评估与响应。
除了以上报警方式之外,用户还可以选配语音报警器,以便在数据超限时,语音报警器可同步播放报警信息。此外,语音报警器还具备喊话/发送发送短信功能,用户可以通过此功能及时向现场人员传达相关指令。
数据共享
用户可以为不同负责人建立子账号,并为其分配相应的使用权限,这样一来,既保障了信息传递的及时性,打破了信息壁垒,实现了监测数据的实时共享,还可以避免因信息滞后而造成损失;用户还可以通过系统日志查看不同账号的登录时间、登录IP等内容,确保了操作过程的可追溯性,实现责任到人。
大屏可视化
大屏可视化功能为用户提供了直观、高效、全面的信息展示方式。大屏可视化可以将各项监测数据以直观的图形、动态的曲线展示出来,降低数据理解难度,以便用户可以迅速掌握监测区域的整体情况,及时发现异常变化,提高监测效率。
应用领域广泛
GNSS位移监测站应用领域广泛,可应用于滑坡、水利工程、边坡位移、泥石流等地质灾害进行监测,及时发现潜在危险,为灾害预警和防治提供依据,保障项目的安全运行。