基于北斗定位和测量机器人的变形监测方法及监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于北斗定位和测量机器人的变形监测方法：在需要监测的变形区域设置定向北斗装置、测量北斗装置以及n个监测点，在非变形区域设置北斗基准站；其中测量北斗装置包括测量机器人；获得以北斗基准站为原点的坐标系下定向北斗装置和测量北斗装置的坐标；以测量北斗装置的坐标作为测量机器人的测量基点，以定向北斗装置的坐标作为测量机器人的后视点，利用测量机器人测量出各个监测点相对于北斗基准站的坐标；根据监测前后时刻监测点的坐标变化，计算各监测点的实际变形量。本发明专利技术还提供了一种上述变形监测方法采用的监测系统。本发明专利技术避开了现有单一北斗变形监测或测量机器人监测手段存在的弊端，有效提高地质监测的精度。测的精度。测的精度。

【技术实现步骤摘要】
基于北斗定位和测量机器人的变形监测方法及监测系统


[0001]本专利技术涉及地质灾害监测
，具体涉及一种基于北斗定位和测量机器人的变形监测方法及监测系统。

技术介绍

[0002]目前地质灾害自动化变形监测主要是采用北斗或者测量机器人等设备进行。
[0003]北斗变形监测：如图1所示，在地质稳定开阔的区域布设北斗基准站，在需要监测的变形区域布设北斗监测站，利用解算算法计算出变形区域的变形量，实现地质区域的变形监测。在监测过程中，是在被监测结构的关键断面或位置布设北斗监测站，通过已点代线，已线带面的原则对测量物体进行变形监测。
[0004]但是，北斗变形监测方法的缺点也比较明显：北斗地质灾害监测的成本高，且测点主要布置在被监测区域的关键断面上，监测区域覆盖较差，不能够较全面的反应地质灾害区域的整体变形情况。另外，北斗变形监测一般需要埋设较大的混凝土基础，众多的北斗监测站增加施工工期和施工难度。
[0005]测量机器人监测：在监测区域附近稳定的区域选择测量的后视点，在监测区域布设反光片或棱镜，利用测量机器人自动找点功能和测量功能，实现监测区域的变形监测。由于棱镜成本低，埋设方便，可以布置多个测点来进行监测，有效全面的反应监测区域的整体变形情况。该监测方法的缺点是：若是在变形区域较大且变形区域内无法设置固定的后视点时，测量机器人无法单独实现变形监测的功能。
[0006]综上所述，急需一种基于北斗定位和测量机器人的变形监测方法及监测系统以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路
r/>[0007]本专利技术目的在于提供一种基于北斗定位和测量机器人的变形监测方法，旨在解决现有单一北斗变形监测或测量机器人监测存在的弊端，提供一种成本低廉且能实现高精度监测的方法，具体技术方案如下：
[0008]一种基于北斗定位和测量机器人的变形监测方法，包括以下步骤：
[0009]步骤S1：在需要监测的变形区域设置定向北斗装置、测量北斗装置以及n个监测点，在非变形区域设置北斗基准站；其中测量北斗装置包括测量机器人，n为大于等于1的自然数；
[0010]步骤S2：获得以北斗基准站为原点的坐标系下定向北斗装置和测量北斗装置的坐标；以测量北斗装置的坐标作为测量机器人的测量基点，以定向北斗装置的坐标作为测量机器人的后视点，利用测量机器人测量出各个监测点相对于北斗基准站的坐标；
[0011]步骤S3：根据监测前后时刻监测点的坐标变化，计算各监测点的实际变形量。
[0012]以上技术方案中优选的，利用北斗定位获得定向北斗装置、测量北斗装置以及北斗基准站的坐标，利用差分解算算法获得以北斗基准站为原点的坐标系下定向北斗装置及
测量北斗装置的坐标。
[0013]以上技术方案中优选的，所述北斗基准站设置于地质稳定且开阔的位置。
[0014]以上技术方案中优选的，定点放样确认监测点位置之后，在确认的监测点位置设置测点设置装置，完成监测点布置工作。
[0015]本专利技术还提供了一种上述基于北斗定位和测量机器人的变形监测方法所采用的监测系统，包括北斗基准站、定向北斗装置、测量北斗装置、数据处理中心以及n个测点设置装置，所述测点设置装置与监测点一一对应设置；所述北斗基准站与定向北斗装置、测量北斗装置以及数据处理中心之间进行通讯，所述数据处理中心用于进行监测数据的处理、展示以及进行预警。
[0016]以上技术方案中优选的，所述定向北斗装置包括立柱二以及设置于立柱二上的北斗定位天线二和万向棱镜一，其中万向棱镜一的竖向轴与北斗定位天线二的竖向轴在同一直线上。
[0017]以上技术方案中优选的，所述测量北斗装置包括立柱一以及设置于立柱一上的北斗定位天线一和测量机器人，所述北斗定位天线一设置于测量机器人的上方且两者的竖向轴在同一直线上。
[0018]以上技术方案中优选的，所述测点设置装置包括立杆以及设置于立杆上端的万向棱镜二。
[0019]以上技术方案中优选的，所述北斗基准站、定向北斗装置和测量北斗装置均采用太阳能进行充电。
[0020]以上技术方案中优选的，所述北斗基准站、定向北斗装置以及测量北斗装置均包括北斗接收机和用于通讯的通讯模块；所述定向北斗装置和测量北斗装置均包括用于监测数据分析解算的数据分析模块。
[0021]应用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：
[0022]本专利技术的技术方案采用北斗定位技术和测量机器人相结合的手段，测量北斗装置集定位和测量的功能于一身，测量的北斗定位坐标即为测量机器人的定位坐标，不需要测量换算，提高监测精度；将定向北斗装置的坐标作为后视点，解决变形区域内无法设置后视点进行测量机器人测量的问题；设置北斗基准站作为基准，通过利用差分解算原理可以大大提高定向北斗装置和测量北斗装置的定位精度，同时测得的监测点坐标即为相对于北斗基准站的坐标，可以实现高精度的变形监测。
[0023]本专利技术可以实现大面积区域内地质变形监测，监测点布设方便、成本低，可以实现监测区域监测点的高密度布设，避开了现有单一北斗变形监测或测量机器人监测手段存在的弊端，有效提高地质监测的全面性和安全性。
[0024]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0025]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0026]图1是现有北斗变形监测示意图；
[0027]图2是本专利技术监测系统的组成示意图；
[0028]图3是测量北斗装置的结构示意图；
[0029]图4是定向北斗装置的结构示意图；
[0030]图5是测点设置装置的结构示意图；
[0031]图6是本专利技术监测方法的计算原理图；
[0032]其中，1、北斗基准站，2、数据处理中心，3、定向北斗装置，4、测量北斗装置，5、北斗定位天线一，6、测量机器人，7、立柱一，8、立柱二，9、万向棱镜一，10、北斗定位天线二，11、万向棱镜二，12、立杆。
具体实施方式
[0033]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0034]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0035]实施例1：
[0036]参见图2
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图6，一种基于北斗定位和测量机器人的监测系统，包括北斗基准站1、定向北斗装置3、测量北斗装置4、数据处理中心2以及n个测点设置装置，所述测点设置装置与监测点一一对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗定位和测量机器人的变形监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：在需要监测的变形区域设置定向北斗装置(3)、测量北斗装置(4)以及n个监测点，在非变形区域设置北斗基准站(1)；其中测量北斗装置(4)包括测量机器人(6)，n为大于等于1的自然数；步骤S2：获得以北斗基准站(1)为原点的坐标系下定向北斗装置(3)和测量北斗装置(4)的坐标；以测量北斗装置(4)的坐标作为测量机器人(4)的测量基点，以定向北斗装置(3)的坐标作为测量机器人(6)的后视点，利用测量机器人测量出各个监测点相对于北斗基准站(1)的坐标；步骤S3：根据监测前后时刻监测点的坐标变化，计算各监测点的实际变形量。2.根据权利要求1所述的基于北斗定位和测量机器人的变形监测方法，其特征在于，利用北斗定位获得定向北斗装置(3)、测量北斗装置(4)以及北斗基准站(1)的坐标，利用差分解算算法获得以北斗基准站(1)为原点的坐标系下定向北斗装置(3)及测量北斗装置(4)的坐标。3.根据权利要求1所述的基于北斗定位和测量机器人的变形监测方法，其特征在于，所述北斗基准站(1)设置于地质稳定且开阔的位置。4.根据权利要求1所述的基于北斗定位和测量机器人的变形监测方法，其特征在于，定点放样确认监测点位置之后，在确认的监测点位置设置测点设置装置，完成监测点布置工作。5.一种如权利要求1
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4任意一项所述基于北斗定位和测量机器人的变形监测方法所采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，张敏，谢宇尚，梁晓东，刘浪，谢鸿，杨国飞，姚晓军，刘正兴，金鑫，鲁权，马亮，李波，
申请(专利权)人：佛山市建盈发展有限公司，
类型：发明
国别省市：