基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法，属于边坡监测技术领域。由一套共用的数据收发系统进行数据收发，施工开始至防护桩施工开始时采用改进的测量机器人监测方法，待防护桩施工时，在其旁1m

【技术实现步骤摘要】
基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法


[0001]本专利技术属于边坡监测
，涉及一种基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法。

技术介绍

[0002]对边坡进行时效和准确的监测是我们进行边坡稳定性分析的关键步骤。
[0003]我国地质结构复杂，地貌类型繁多，地形起伏较大，进而对边坡的监测带来了很大的挑战。同时，传统的监测技术缺陷较多，具体体现为需要人工来进行数据的采集，工作量大，而且我国大量的边坡变形失稳过程多发生在山区，多伴有暴雨和地震等恶劣气候，因而当我们人工监测时，容易发生安全事故，同时效率较低，得到的数据也多不准确。例如对地表变形常采用的大地测量法所使用的光学仪器易受环境气候和地形条件的影响、对深部变形的监测常采用钻孔测斜法所采用的钻孔测斜仪等仪器和设备的成本较高，同时监测周期长。
[0004]因而，为解决这些问题，国内外研究趋势已经向对自动化、远程监控、高精度、低成本等方面发展。涌现出一批新型监控技术，如全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)，通称为“3S”技术、地面激光扫描仪技术、合成孔径雷达干涉测量技术、数字近景摄影测量技术、分布式光纤传感技术、AE技术、InSAR技术、测量机器人和TDR技术等。
[0005]TDR技术又成为为时域反射法是一种用于测量电缆变形程度和变形位置的电测量技术，早期主要应用于通信行业；测量机器人是在全站仪基础上改进的能够代替人类进行搜索、跟踪、辨识并能精准获得距离、角度、三维坐标及影像信息的测量计算。

技术实现思路

[0006]为解决边坡监测问题，采用传统的人工监测方法不仅会使监测人员面临施工和监测过程中的危险，而且效率不高，数据不准确且数据收发不具有实时性，同时受恶劣天气和环境的影响较大，监测工程施工过程复杂，工期较长，人力物力消耗大，成本较高，单一的监测方法也是如此。因此本申请提出一种基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法，在解决上述问题的同时又解决了传统监测方式的数据采集、传输、处理分析方式的局限性；并采用可移动式升降台装置调节测量机器人的通视条件和布设似矩形全方位监测网，解决了选点布点难和监测网覆盖面不全的问题；同时TDR同轴电缆的安装方式，解决了传统监测方式不能及时判断加固工程效果的问题，也一定程度解决了工期紧的问题。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法，其步骤和方法如下：
[0009]首先设置一套完整的、改进的测量机器人监测方法和改进的TDR监测方法共用的基于无线传输的数据收发系统；
[0010]所述改进的测量机器人监测方法是指通过设置简易装置调节全自动全站仪的通视条件来进行边坡表面似矩形监测网上的目标棱镜的搜寻，自带数据储存系统自动收集、
记录监测数据，进而连接基于无线传输的数据收发系统进行监测数据收发，从而实现边坡位移的全方面监测的方法；
[0011]所述改进的TDR监测方法是一种远程的电子测量方法，通过将TDR同轴电缆埋设距防护桩1m
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2m处并与防护桩施工同步进行,TDR同轴电缆作为传感器，同轴电缆测试仪发送电脉冲并将整个同轴电缆长度的相对阻抗变化数据测读和记录下来，之后配备多路复用器，对多点进行同时监测，进而连接基于无线传输的数据收发系统进行监测数据收发，从而实现边坡位移的全方面监测的方法；
[0012]所述基于无线传输的数据收发系统包括数据采集模块、无线传输模块、数据处理分析模块、终端模块；
[0013]所述数据采集模块包括改进的测量机器人数据采集子模块和TDR同轴电缆数据采集子模块；
[0014]所述改进的测量机器人监测方法数据采集子模块和TDR同轴电缆数据采集子模块是指改进的测量机器人数据采集子模块与改进的测量机器人数据储存系统单独有线连接、TDR同轴电缆数据采集子模块与同轴电缆检测仪单独有线连接，待改进的测量机器人监测方法和TDR监测方法开始工作时，自动进行数据采集,并以数据采集模块整体储存；
[0015]所述无线传输模块是指与数据采集模块和数据处理分析模块双向连接，用以数据的无线、实时、远程、精确收发。
[0016]所述数据处理分析模块是指与无线传输模块和终端模块双向连接，用来处理分析数据采集模块经无线传输模块传输至此的数据和相关图像；进一步将处理、分析后的数据和相关图像传输至终端模块；
[0017]所述数据处理分析模块进行数据和相关图像的处理分析是指对用以判断地表位移、变形的三维坐标数据及相关图像和用以判断地下位移、变形的同轴电缆的变形数据及相关图像，进行归类、对比、分析后，在短时间内准确输出数据报表和相应的位移、变形图；
[0018]所述地表位移主要包括水平位移、竖直位移和裂缝，地下位移、变形主要包括滑动面深度，主滑方向；
[0019]所述终端模块是指与数据处理分析模块连接用以接收数据处理分析模块传来的各种处理、分析后的数据和相关图像，将各类直观的数据报表和具体的边坡位移、变形图形呈现给观测人员；
[0020]2)进一步根据边坡各施工阶段特点进行运用改进的测量机器人监测方法和改进的TDR监测方法进行边坡分阶段组合监测的阶段规划与相关布设。施工开始至防护桩施工开始时，采用改进的测量机器人监测方法作为主要监测手段，并对改进的测量机器人监测方法进行相关布设；待防护桩施工开始时介入改进的TDR监测方法，并对TDR监测方法进行相关布设；进一步进行改进的测量机器人监测方法和TDR监测方法组合监测；
[0021]所述对测量机器人监测方法进行相关布设是指在坡顶和坡底选择较为平整地段安装并固定可移动式升降台装置；进一步在其上安装测量机器人；进一步布设测点，形成全方位观测网；进一步调整测量机器人位置，使其能搜寻到每一个测点并将测量机器人固定；进一步连接基于无线传输的数据收发系统；
[0022]所述对TDR监测方法进行相关布设是指待进行防护桩施工钻孔时，在防护桩旁1m
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2m处同步钻孔；进一步安装TDR同轴电缆；进一步进行水泥砂浆灌注，紧密结合周围岩土和
TDR同轴电缆；进一步连接电缆检测仪；进一步连接基于无线传输的数据收发系统。
[0023]进一步地，基于无线传输的数据收发系统的数据采集模块、无线传输模块、数据处理分析模块、终端模块均是内置可更换充电电池，无需供电设备，所述终端模块可以是计算机端和手机端。
[0024]进一步地，所述无线传输模可以是5G无线模块、4G无线模块或Wi
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Fi无线模块。
[0025]进一步地，可移动式升降台装置，由半圆形轨道和升降台组成，所述可移动式升降台装置，由半圆形轨道和升降台组成；所述半圆形轨道，内半轨和外半轨组成，在内外半轨中线上按等距离设置螺栓帽，实现升降台的移动与固定；所述升降台为手动升降台，升降台底部两侧设有对称滚轴、中间设有螺栓孔，安装于半圆轨道之上，台面设置测量机器人固定螺栓，实现测量机器人的固定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法，其特征在于：1)首先设置一套完整的、改进的测量机器人监测方法和改进的TDR监测方法共用的基于无线传输的数据收发系统；所述改进的测量机器人监测方法是指通过设置简易装置调节全自动全站仪的通视条件来进行边坡表面似矩形监测网上的目标棱镜的搜寻，自带数据储存系统自动收集、记录监测数据，进而连接基于无线传输的数据收发系统进行监测数据收发，从而实现边坡位移的全方面监测的方法；所述改进的TDR监测方法是一种远程的电子测量方法，通过将TDR同轴电缆埋设距防护桩1m
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2m处并与防护桩施工同步进行，TDR同轴电缆作为传感器，同轴电缆测试仪发送电脉冲并将整个同轴电缆长度的相对阻抗变化数据测读和记录下来，之后配备多路复用器，对多点进行同时监测，进而连接基于无线传输的数据收发系统进行监测数据收发，从而实现边坡位移的全方面监测的方法；所述基于无线传输的数据收发系统包括数据采集模块、无线传输模块、数据处理分析模块、终端模块；所述数据采集模块包括测量机器人数据采集子模块和TDR同轴电缆数据采集子模块；所述测量机器人数据采集子模块和TDR同轴电缆数据采集子模块是指测量机器人数据采集子模块与改进的测量机器人数据储存系统单独有线连接、TDR同轴电缆数据采集子模块与同轴电缆检测仪单独有线连接，待改进的测量机器人监测方法和改进的TDR监测方法开始工作时，自动进行数据采集,并以数据采集模块整体储存；所述无线传输模块是指与数据采集模块和数据处理分析模块双向连接，用以数据的无线、实时、远程、精确收发；所述数据处理分析模块是指与无线传输模块和终端模块双向连接，用来处理分析数据采集模块经无线传输模块传输至此的数据和相关图像；进一步将处理、分析后的数据和相关图像传输至终端模块；所述数据处理分析模块进行数据和相关图像的处理分析是指对用以判断地表位移、变形的三维坐标数据及相关图像和用以判断地下位移、变形的TDR同轴电缆的变形数据及相关图像，进行归类、对比、分析后，在短时间内准确输出数据报表和相应的位移、变形图；所述终端模块是指与数据处理分析模块连接用以接收数据处理分析模块传来的各种处理、分析后的数据和相关图像，将各类直观的数据报表和具体的边坡位移、变形图形呈现给观测人员；2)进一步根据边坡各施工阶段特点进行运用改进的测量机器人监测方法和改进的TDR监测方法进行边坡分阶段组合监测的阶段规划与相关布设，施工开始至防护桩施工开始时，采用改进的测量机器人监测方法作为主要监测手段，进一步对改进的测量机器人监测方法进行相关布设；待防护桩施工开始时介入改进的TDR监测方法，进一步对改进的TDR监测方法进行相关布设；进一步进行改进的测量机器人监测方法和改进的TDR监测方法的组合监测；所述对改进的测量机器人监测方法进行相关布设是指在坡顶和坡底选择较为平整地段安装并固定可移动式升降台装置；进一步在其上安装测量机器人；进一步布设测点，形成全方位观测网；进一步调整测量机器人位置，使其能搜寻到每一个测点并将测量机器人固
定；进一步连接基于无线传输的数据收发系统；所述对改进的TDR监测方法并进行相关布设是指待进行防护桩施工钻孔时，在防护桩旁1m
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2m处同步钻孔；进一步安装TDR同轴电缆；进一步进行水泥砂浆灌注，紧密结合周围岩土和TDR同轴电缆；进一步连接同轴电缆检测仪；进一步连接基于无线传输的数据收发系统。2.如权利要求1所述基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法，其特征在于：所述基于无线传输的数据收发系统的数据采集模块、无线传输模块、数据处理分析模块、终端模块均是内置可更换充电电池，无需供电设备，所述终端模块可以是计算机端和手机端。3.如权利要求1所述基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法，其特征在于：所述基于无线传输的数据收发系统的无线传输模块可以是5G无线模块、4G无线模块或Wi
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Fi无线模块。4.如权利要求1所述基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法，其特征在于：所述可移动式升降台装置，由半圆形轨道和升降台组成；所述半圆形轨道，由内半轨和外半轨组成，在内外半轨中线上按等距离设置螺栓帽，实现升降台的移动与固定；所述升降台为手动升降台，升降台底部两侧设有对称滚轴、中间设有螺栓孔，安装于半圆轨道之上，台面设置测量机器人固定螺栓，实现测量机器人的固定。5.如权利要求1所述基于无线传输的边坡分阶段组合监测的方法，其特征在于：所述改进的测量机器人监测方法实现边坡位移的全方面监测，指所采用的测量机器人为具有高精度和坚固耐用的TM30测量机器人，在坡顶和坡底分别安装一台于可移动式升降台之上作为两个基准点，命名为J01、J02；进一步同时进行自上而下和自下而上成正三角形式对称布设普通圆形棱镜作为观测点，整体构成类似矩形全方位监测网；进一步利用TM30测量机器人的高精度空间定位技术确定其基准点和坐标；进一步将测量机器人数据储存系统单独有线连接于测量机器人数据采集子模块；进一步通过手动设置参数控制TM30测量机器人对每个监测点进行5
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10次自动巡...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪青杰，朱佳乐，焦莉，张延年，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：