基于三点测距交汇原理的边坡位移监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及边坡位移监测技术领域，提供了一种基于三点测距交汇原理的边坡位移监测系统，包括无线通讯模块、基准点定位装置和监测点定位装置；基准点定位装置的数量为三个，监测点定位装置的数量至少为一个；每个监测点定位装置包括监测点定位杆，安装在监测点定位杆上的基座，安装在基座上、且与三个基准点定位装置一一配合的三个自动对准与测距装置，与三个自动对准与测距装置通讯连接的监测点坐标分析模块；无线通讯模块与监测点坐标分析模块通讯连接。本发明专利技术具有不受地形条件限制、系统结构合理、现场安装方便、监测精度高、适用范围广等优点，适用于施工期间和运维期间的土质、岩质等各类边坡工程的位移、变形、滑坡等项目监控。

Slope displacement monitoring system and method based on the principle of three-point ranging intersection

【技术实现步骤摘要】
基于三点测距交汇原理的边坡位移监测系统及方法
本专利技术涉及边坡位移监测
，特别涉及一种基于三点测距交汇原理的边坡位移监测系统及方法。
技术介绍
随着我国铁路、公路和水利水电等基建工程的大量修建，将会遇到很多地质条件复杂的边坡工程，边坡失稳、坍塌所引发的地质灾害会对工程建设和运维带来巨大损失。因此，有效、快速地对边坡位移进行实时监测，并对失稳风险提前进行准确的预警具有巨大的工程实用价值和重大的安全使用意义。传统的监测手段是通过频繁的人工外业采集监测预埋点处的坐标数据来判断边坡位移状态，该方法费时费力、效率低，且无法实现24h动态位移监测。授权公告号为CN207763863U的专利申请中，公开了一种边坡监控装置，它是通过变形活塞在液压仓产生的压力变化来自动获知边坡变形，虽然提高了监测效率，但是该边坡监控装置需要将定位杆插入稳定岩层，仅适用于稳定岩层埋深较小的边坡，针对稳定岩层和潜在滑面埋深较大的边坡不适用。授权公告号为CN206210063U的专利申请中，公开了一种基于北斗一代的公路高危边坡监控系统，通过北斗一代卫星导航技术和光纤通信技术对公路边坡状况进行实时的监控，但是这类监测手段普遍存在受山区信号不良或信号盲区的影响，且实施成本高。授权公告号为CN208254411U的专利申请中，公开了一种边坡综合监测系统，通过雷达扫描、遥感技术和次声波技术对边坡状况进行监测，但是这类手段存在设站受地形条件限制、监测精度低、安装操作诸多不便等缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种适用范围广的基于三点测距交汇原理的边坡位移监测系统及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：基于三点测距交汇原理的边坡位移监测系统，包括无线通讯模块、基准点定位装置和监测点定位装置；所述基准点定位装置的数量为三个，所述监测点定位装置的数量至少为一个；每个监测点定位装置包括监测点定位杆，安装在监测点定位杆上的基座，安装在基座上、且与三个基准点定位装置一一配合的三个自动对准与测距装置，与三个自动对准与测距装置通讯连接的监测点坐标分析模块；所述无线通讯模块与监测点坐标分析模块通讯连接。进一步的，所述监测点定位装置的数量至少为两个。进一步的，还包括终端监测数据分析模块和报警模块；所述监测点坐标分析模块通过无线通讯模块与终端监测数据分析模块通讯连接；所述终端监测数据分析模块与报警模块通讯连接。进一步的，还包括太阳能供电模块；所述太阳能供电模块分别与自动对准与测距装置、监测点坐标分析模块、无线通讯模块、和报警模块电连接。进一步的，所述太阳能供电模块包括蓄电池、以及与蓄电池电连接的光伏面板。进一步的，所述基准点定位装置包括基准点定位杆、以及安装在基准点定位杆上的反射棱镜。基于三点测距交汇原理的边坡位移监测方法，采用基于三点测距交汇原理的边坡位移监测系统对边坡位移进行监测，包括以下步骤：S1、在被测边坡外设置三个基准点J1、J2、J3，在被测边坡上设置至少一个监测点P；S2、组装边坡位移监测系统，并将三个基准点定位装置分别布置在三个基准点处，在每个监测点处埋设一个监测点定位杆；S3、调整每个监测点定位装置中的三个自动对准与测距装置，使三个自动对准与测距装置与三个基准点定位装置一一对准；S4、现场检查、调试合格后，启动边坡位移监测系统对边坡位移进行监测。本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例的基于三点测距交汇原理的边坡位移监测系统及监测方法，通过自动对准与测距装置可测得监测点与三个基准点之间的距离，进而利用三点测距交汇原理计算监测点的空间坐标，实现对公路、铁路和水利工程的边坡位移的监测。根据边坡上多个监测点的空间坐标在不同时刻的变化情况可判断边坡的整体安全性，划分边坡失稳风险评价区域。与现有技术相比，本专利技术具有不受地形条件限制、系统结构合理、现场安装方便、监测精度高、适用范围广等优点，适用于施工期间和运维期间的土质、岩质等各类边坡工程的位移、变形、滑坡等项目监控。附图说明图1是本专利技术实施例的基于三点测距交汇原理的边坡位移监测系统的结构示意图；图2是在边坡上设置一个监测点的简化示意图；图3是在边坡上设置多个监测点的简化示意图。图中附图标记为：1-无线通讯模块，2-基准点定位装置，3-监测点定位装置，4-终端监测数据分析模块，5-报警模块，6-太阳能供电模块，21-基准点定位杆，22-反射棱镜，31-监测点定位杆，32-基座，33-自动对准与测距装置，34-监测点坐标分析模块，61-蓄电池，62-光伏面板。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；对本领域技术人员来说，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术实施例的基于三点测距交汇原理的边坡位移监测系统，包括无线通讯模块1、基准点定位装置2和监测点定位装置3；所述基准点定位装置2的数量为三个，所述监测点定位装置3的数量至少为一个；每个监测点定位装置3包括监测点定位杆31，安装在监测点定位杆31上的基座32，安装在基座32上、且与三个基准点定位装置2一一配合的三个自动对准与测距装置33，与三个自动对准与测距装置33通讯连接的监测点坐标分析模块34；所述无线通讯模块1与监测点坐标分析模块34通讯连接。所述自动对准与测距装置33是一种能自动对准基准点、并测量监测点与基准点之间的距离的装置。该自动对准与测距装置33主要由自动旋转式基盘、自动对准控制器、激光测距仪和信号传输电缆等组成；工作时，将自动对准与测距装置33设置在监测点，激光测距仪发射激光信号对准基准点、并测量监测点与基准点之间的距离，距离数据经信号传输电缆传至监测点坐标分析模块34；当监测点的位置发生变动时，通过自动旋转式基座和自动对准控制器实时控制激光测距仪自动对准基准点，保证能实时测量监测点与基准点之间的距离。该自动对准与测距装置33可以采用现有技术中的产品，直接从市场上购买。如图1所示，三个自动对准与测距装置33安装在基座32上，基座32安装在监测点定位杆31上；所述基座32和监测点定位杆31均可以为混凝土结构，它们还可以一体成型。所述监测点坐标分析模块34可以布置在边坡上，优选的，监测点坐标分析模块34安装在监测点定位杆31上。安装在基座32上、且与三个基准点定位装置2一一配合的三个自动对准与测距装置33指的是：如图1所示，每个基座32上安装有三个自动对准与测距装置33，三个自动对准与测距装置33分别是A1、A2、A3，三个基准点定位装置2分别是B1、B2、B3，工作时，A1与B1自动对准、并测量A1到B1的距离D1，A2与B2自动对准、并测量A2到B2的距离D2，A3与B3自动对准、并测量A3到B3的距离D本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于三点测距交汇原理的边坡位移监测系统，其特征在于，包括无线通讯模块(1)、基准点定位装置(2)和监测点定位装置(3)；所述基准点定位装置(2)的数量为三个，所述监测点定位装置(3)的数量至少为一个；/n每个监测点定位装置(3)包括监测点定位杆(31)，安装在监测点定位杆(31)上的基座(32)，安装在基座(32)上、且与三个基准点定位装置(2)一一配合的三个自动对准与测距装置(33)，与三个自动对准与测距装置(33)通讯连接的监测点坐标分析模块(34)；所述无线通讯模块(1)与监测点坐标分析模块(34)通讯连接。/n

【技术特征摘要】
1.基于三点测距交汇原理的边坡位移监测系统，其特征在于，包括无线通讯模块(1)、基准点定位装置(2)和监测点定位装置(3)；所述基准点定位装置(2)的数量为三个，所述监测点定位装置(3)的数量至少为一个；
每个监测点定位装置(3)包括监测点定位杆(31)，安装在监测点定位杆(31)上的基座(32)，安装在基座(32)上、且与三个基准点定位装置(2)一一配合的三个自动对准与测距装置(33)，与三个自动对准与测距装置(33)通讯连接的监测点坐标分析模块(34)；所述无线通讯模块(1)与监测点坐标分析模块(34)通讯连接。


2.根据权利要求1所述的基于三点测距交汇原理的边坡位移监测系统，其特征在于，所述监测点定位装置(3)的数量至少为两个。


3.根据权利要求1或2所述的基于三点测距交汇原理的边坡位移监测系统，其特征在于，还包括终端监测数据分析模块(4)和报警模块(5)；所述监测点坐标分析模块(34)通过无线通讯模块(1)与终端监测数据分析模块(4)通讯连接；所述终端监测数据分析模块(4)与报警模块(5)通讯连接。


4.根据权利要求3所述的基于三点测距交汇原理的边坡位移监测系统，其特征在于，还包括太阳能供电模块(6)；所述太阳能供电...

【专利技术属性】
技术研发人员：周泽林，张发平，孙兴华，李吉，夏孝军，张正阳，白皓，王定泽，
申请(专利权)人：中国十九冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51