隨著氣候的不斷變化與人類對自然的不斷改造,地質災害變得愈發頻繁。地質災害不僅直接威脅生命安全,還會摧毀基礎設施、阻塞河道引發次生災害,并造成長期生態破壞。
為了及時有效的應對地質災害,山東仁科研發了GNSS位移監測站。GNSS位移監測站 具有精準的監測能力、高效的預警機制等優勢,能夠為地質災害防范提供強有力的技術支持。
GNSS位移監測站-功能優勢
毫米級測量精度
山體滑坡、地面塌陷等地質災害的早期征兆往往隱匿于微小形變。山東仁科所研發的 GNSS位移監測站可同時接收多系統多頻率衛星信號實時上傳解算平臺,且解算結果精確,實現了毫米級定位精度。
同時,設備采用PPK載波相位事后差分定位技術,利用后處理算法消除電離層延遲、對流層折射、衛星軌道誤差等干擾因素,將水平位移誤差控制在 ±(2.5+0.5×10-6×D)mm,垂直位移誤差控制在±(5.0+0.5×10-6×D)mm,能夠精準監測到山體滑坡、大壩沉降、橋梁形變等災害微小形變的早期信號,為災害預警提供可靠依據。
全方位防護
GNSS位移監測站主要由GNSS天線、GNSS天線罩、避雷針、太陽能電池板、主控制機箱(內有主控傳輸模塊)、安裝支架組成。由于設備常年在戶外工作,為保障設備運行安全,山東仁科工程師為其加入了多種細節設計。
① 設備自帶 金屬電控箱,可有效保護內部元器件不受外界環境影響,電控箱采用金屬噴塑工藝,既可以有效抗擊紫外線侵蝕防止金屬老化和雨水腐蝕,又保持了設備的美觀性。
② 戶外環境復雜,GNSS位移監測站時常面臨狂風、暴雨等惡劣天氣的侵襲,普通立桿存在傾倒風險,無法保障設備正常運行。GNSS位移監測站采用了直徑114mm的加強立桿,符合《地質災害專群結合監測領警技術指南(試行)》中“GNSS立桿直徑應≥90mm”的規定,粗壯的立桿為設備提供了穩固的支撐基礎,保證了監測數據的連續性和準確性。
③ 在礦山、道路、邊坡等場景,由于紫外線強烈、酸堿腐蝕物質多等影響,天線長期暴露在這樣的環境中極易被老化腐蝕。
因此,山東仁科工程師為GNSS位移監測站的頂部加裝了天線罩,可有效防止天線受到外界環境的侵害,延長天線使用壽命且不會影響監測站對衛星信號的接收。
④ 由于GNSS位移監測站其金屬構件和高靈敏度天線極易成為雷擊目標,因此,山東仁科工程師還為GNSS位移監測站加裝了避雷針。避雷針通過尖端放電效應主動引導雷電流,結合埋設的接地網形成低阻抗泄放通道,可將數萬安培的瞬時電流導入地下,有效避免雷電直擊導致的主控模塊燒毀、天線接收器損毀等硬件故障,同時抑制感應雷產生的電磁脈沖對數據采集模塊的干擾,確保位移監測數據連續性不受雷雨天氣影響。
無需布線,太陽能供電
在電網難以覆蓋的區域(山地、峽谷),傳統供電方式往往面臨拉線供電困難、成本高昂等問題,GNSS位移監測站采用太陽能供電系統,符合環保理念同時,免除了在復雜地形中鋪設電線的困難,徹底解決了地形限制帶來的供電困境。
參數配置方便
用戶只需在手機下載“碰一碰藍牙配置”,即可對設備進行無線配置,方便快捷,省時省力。
無線數據傳輸
傳統有線傳輸依賴物理線路連接,在山區、隧道、河流等復雜地形中面臨布線困難、易損毀、維護成本高等問題。山東仁科GNSS位移監測站采用了“基準站+測量站”(一個基準站可以對應多個測量站)的協同架構,依托4G無線傳輸技術將數據上傳于環境云平臺。徹底擺脫了空間限制,無需開挖溝槽或架設線纜,避免了線路斷連導致的數據丟失風險,這種“一對多”架構還大幅減少了基準站的建設數量,保障精度的同時顯著降低了硬件部署與維護成本,尤其適用于大范圍監測場景(如數公里長的邊坡或礦區)。
多設備協同工作,共同監測
GNSS位移監測站作為地質災害監測設備,還可與水雨情監測站、氣象站、壓差式靜力水準儀、滲壓計、裂縫計等設備協同工作,組成地質災害監測預警系統,將數據上傳至環境監控云平臺(綜合環境監控云平臺/綜合環境預警測報平臺),通過數據交叉驗證提高監測結果的可靠性,多源信息融合構建更精確的預警模型,利用不同監測維度的數據進行互補,完整還原地質災害演化過程,為科學制定防災措施提供決策支撐。
環境監控云平臺
環境監控云平臺是山東仁科為回饋用戶免費提供的綜合性服務平臺,平臺具有實時數據查看、歷史數據查詢、超限報警、數據共享、大屏可視化等功能,可有效滿足用戶在數據處理時效性等方面的需求,解決了GNSS位移監測站在實時性、可訪問性、及時響應等方面的局限。
實時數據查看
GNSS位移監測站能夠將采集到的位移數據實時上傳至環境云平臺。用戶只需在電腦或移動設備上登錄云平臺,就 可隨時隨地查看各個監測站的實時數據,如,設備所在經緯度、水平位移數據、垂直位移數據、Y軸位移數據、X軸位移數據、Z軸位移數據等,有效提高了數據獲取時效性,避免因錯過處置時機而造成損失。
歷史數據查看
云平臺具備存儲功能,用戶只需登錄云平臺即可通過折線或表格的方式隨時隨地調取任意時間段的歷史數據(無論是分析長期的地質變化趨勢,還是追溯特定事件發生時的位移情況,都能快速獲取準確信息),以折線/表格的方式進行查看并進行導出,為監測工作提供更全面、深入的數據支持。
數據超限報警
基于地表位移變化程度,平臺將風險劃分為藍、黃、橙、紅四級預警。用戶可以為監測要素設置告警閾值,當某個/多個測點的位移數據超過設置的告警值時,平臺便會以電話、短信、微信、郵件的方式進行遠程報警,同時以數據變紅、彈窗等多種方式進行平臺報警,用戶可依據不同的預警信號采取分級處置措施。四級預警等級機制為地質災害防控構建了分級響應體系,實現了風險等級的動態評估與響應。
除了以上報警方式之外,用戶還可以選配語音報警器,以便在數據超限時,語音報警器可同步播放報警信息。此外,語音報警器還具備喊話/發送發送短信功能,用戶可以通過此功能及時向現場人員傳達相關指令。
數據共享
用戶可以為不同負責人建立子賬號,并為其分配相應的使用權限,這樣一來,既保障了信息傳遞的及時性,打破了信息壁壘,實現了監測數據的實時共享,還可以避免因信息滯后而造成損失;用戶還可以通過系統日志查看不同賬號的登錄時間、登錄IP等內容,確保了操作過程的可追溯性,實現責任到人。
大屏可視化
大屏可視化功能為用戶提供了直觀、高效、全面的信息展示方式。大屏可視化可以將各項監測數據以直觀的圖形、動態的曲線展示出來,降低數據理解難度,以便用戶可以迅速掌握監測區域的整體情況,及時發現異常變化,提高監測效率。
應用領域廣泛
GNSS位移監測站應用領域廣泛,可應用于滑坡、水利工程、邊坡位移、泥石流等地質災害進行監測,及時發現潛在危險,為災害預警和防治提供依據,保障項目的安全運行。