隧道监测系统、方法、设备、存储介质及产品技术方案

本发明专利技术公开了一种隧道监测系统、方法、设备、存储介质及产品，所述系统包括基准站以及多个监测组件，每个监测组件包括雷达和定位定向模块；雷达用于根据定位定向天线与基准站之间的距离和角度计算雷达中心点空间位置和雷达天线面朝向；雷达还用于对雷达回波信号进行处理，得到三维成像结果；从三维成像结果中选取稳定的成像目标点；计算每个成像目标点与雷达中心点的连线与雷达天线面朝向的夹角；计算每个成像目标点相对于雷达中心点的形变；根据每个成像目标点的所述夹角和形变计算每个成像目标点的沉降位移。本发明专利技术解决了传统监测技术对监测结构造成破坏，监测精度和实时性不高，受环境影响大以及无法有效监测大角度目标的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于隧道监测，尤其涉及一种隧道监测系统、方法、设备、存储介质及产品。

技术介绍

1、隧道分为运营隧道和施工隧道，运营隧道包括公路隧道、铁路隧道、地铁隧道和地下步行通道等，当前隧道监测主要关注隧道拱顶的形变和内部三维轮廓成像。对于运营隧道，需要实时监测拱顶的形变，以判定隧道是否存在坍塌的风险；隧道内部三维成像不需要实时输出，在架设前期测量出隧道内部三维轮廓，在监测到显著的形变后再及时输出隧道内部三维轮廓即可。对于施工隧道，由于隧道内部轮廓一直在变化，不仅需要实时监测拱顶的形变结果，还需要实时监测内部三维轮廓成像结果，以确定隧道内部轮廓。

2、隧道事故主要分为拱顶局部区域跌落和大规模塌方，而任何一种事故都存在拱顶往下掉的表现，因此，隧道监测主要关注的是拱顶的沉降形变和内部三维轮廓成像。常规的监测设备包括三维激光扫描仪、倾角计和惯导等，在测量应用中，这些监测设备都需要在被测目标上进行施工，例如三维激光扫描仪想要测量准确，需要在被测目标体上固定反射体，倾角计和惯导更是需要把设备直接固定架设在被测目标上，这些操作都可能会诱发隧道结构破坏，造成更本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种隧道监测系统，其特征在于，所述监测系统包括基准站以及多个监测组件；每个所述监测组件包括雷达以及设于所述雷达上的定位定向模块，所述定位定向模块的两根定位定向天线与雷达天线面平行且关于雷达中心点对称，所述定位定向模块与所述雷达连接；

2.根据权利要求1所述的隧道监测系统，其特征在于，所述监测组件的数量根据隧道长度和雷达的探测距离来确定。

3.根据权利要求1所述的隧道监测系统，其特征在于，每个所述监测组件中的雷达包括多发射通道、多接收通道、频综模块、信号处理模块以及FPGA；所述频综模块用于在FPGA的控制下产生射频信号，所述多发射通道用于向外辐射所述射频信号；...

【技术特征摘要】

1.一种隧道监测系统，其特征在于，所述监测系统包括基准站以及多个监测组件；每个所述监测组件包括雷达以及设于所述雷达上的定位定向模块，所述定位定向模块的两根定位定向天线与雷达天线面平行且关于雷达中心点对称，所述定位定向模块与所述雷达连接；

2.根据权利要求1所述的隧道监测系统，其特征在于，所述监测组件的数量根据隧道长度和雷达的探测距离来确定。

3.根据权利要求1所述的隧道监测系统，其特征在于，每个所述监测组件中的雷达包括多发射通道、多接收通道、频综模块、信号处理模块以及fpga；所述频综模块用于在fpga的控制下产生射频信号，所述多发射通道用于向外辐射所述射频信号；所述多接收通道用于接收经监测目标反射的雷达回波信号；

4.根据权利要求3所述的隧道监测系统，其特征在于，所述频综模块包括第一切换开关、第二切换开关、第一环路滤波器、第二环路滤波器、第一锁相环、第二锁相环、第一放大器、第二放大器、压控振荡器、压控晶振、时钟发射天线和时钟接收天线；

5.根据权利要求1所述的隧道监测系统，其特征在于，所述雷达计算每个成像目标点相对于雷达中心点的形变，包括：

6.根据权利要求1所述的隧道监测系统，其特征在于，所述雷达根据每个成像目标点的所述夹角和形变计算每个成像目标点的沉降位移，计算公式为：

7.根据权利要求1~6中任一项所述的隧道监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括与每个监测组件中的雷达连接的监测平台；

8.一种隧道监测方法，其特征在于，所述监测方法包括：

9.根据权利要求8所述的隧道监测方法，其特征在于，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨上元，王生水，邓美连，黄凤青，黄明健，
申请(专利权)人：华诺星空技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：