[实用新型]一种基于差分GPS的铁塔沉降监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及铁路通信铁塔监控技术领域，具体涉及一种基于差分GPS的铁塔沉降监测系统。

背景技术

铁路通信铁塔是铁路通信的重要组成部分之一，其基础大多数为独立混凝土结构。由于输电线路较长，工程地质条件复杂多样，运行中的铁塔基础经常会发生不均匀沉降。

输电铁塔基础发生不均匀沉降，一般有三方面的可能：一是基础设计方面的问题，即地质勘探不细，特殊地质情况未能充分的了解，对基础埋深、垫层和夯实程度考虑设计不周，未发现地下不良地质现象，对地下暗洪、坑洞等未处理或者处理不善，铁塔运行后上部荷载超过地基、持力层设计荷载能力，使地基发生破坏产生均匀沉降；其次是施工中出现的问题，即施工中地基处理不当，回填土与灰土垫层分层夯实不足，基础地基及回填土密度达不到设计要求，或者施工基面、排水措施不满足设计要求时。使回填土层渗水出现涌洞，至基础不均匀沉降；三是运行中受外力破坏的影响，铁塔基础顶面散水坡、排水设施因工业施工、农业生产遭受破坏后，渗水进入不密实的回填土和垫层下土层，会引起地基破坏沉陷发生不均匀沉降。

而铁塔发生沉降时，厘米之间的倾斜就可能造成铁塔物理变形、损坏，导致GSM-R系统停止工作，进而带来较为严重的经济损失，因此需要建立铁塔安全监测系统。

铁塔安全监测系统通过对铁塔附近的风速风向的监测，并根据监测数据建立分析模型，进行铁塔抗风能力的分析。铁塔安全监测系统一般采用基于固态差压的沉降传感器对塔基沉降进行测量，沉降传感器宜预埋在铁塔的塔基四角位置(新建塔)或安装在底层横梁位置(既有塔)。

基于固态差压的沉降传感器利用连通器原理，通过对液面高度差测量，实现参考点与被测点相对沉降观测。相关的参考点、测量点等传感器通过一个液体管道彼此相连，一个或部分传感器用作参考点，其它的传感器用于相对沉降测量。设参考点与参考液面之间的高度差为Ho，观测点与参考液面之间高度为Hi，根据压力传感器分别测出的Hi、Ho值，计算Hi-Ho，求得测量点相对于参考点的高度差值△。当测量点的高度发生变化时，本次测量的△值也相应的变化，两次△值得差即是测量点的沉降值。

基于上述描述可知，目前常用铁塔高度测量方法一般采用水位变化测量法，利用相对水位差变化，测量物体高度变化。其缺点是：由于温度变化，水位会发生变化。高温时，变为蒸汽，且要求管道密封、参考点与测量点需要物理连同，物理结构复杂。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于差分GPS的铁塔沉降测量系统，用以解决现有铁塔塔基沉降监测设备要求高、物理结构复杂造成的实施难和测量不准确的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于差分GPS的铁塔沉降监测系统，包括设置在铁塔上的倾角监测单元，关键在于：还包括GPS差分基准站以及与GPS差分基准站连接的网管中心、设置在铁塔上的GPS差分用户站，倾角监测单元的监测信号输出端与GPS差分用户站连接，GPS差分基准站与GPS差分用户站分别借助各自的GPS天线接收卫星数据，且借助各自设置的无线传输模块实现无线数据的收发传递。

进一步的，所述倾角监测单元中包括一体化设置的无线倾角传感器和无线电发射、接收器。

更进一步的，所述GPS差分基准站与GPS差分用户站是两台GPS接收机，一台是基准站GPS，另一台是用户端GPS。

更进一步的，GPS差分基准站与GPS差分用户站的无线传输模块中均包括数传电台和通信天线，其中GPS差分基准站的无线传输模块中还设有功放电路，设置在数传电台和通信天线之间。

更进一步的，所述无线倾角传感器是双轴倾角传感器。

更进一步的，所述GPS差分基准站与计算机之间借助无线通信连接。

更进一步的，所述两台GPS接收机分别设置在各自的塔顶。

更进一步的，所述网管中心是PC机。

更进一步的，所述的GPS差分基准站与GPS差分用户站中均设有无线接口或有线接口，两者之间借助无线网络或有线网络实现通讯。

更进一步的，所述无线网络是3G网络或4G网络。

本实用新型中参考点与测量站之间没有物理连接，采用无线电信号进行数据传输，或3G、4G网、或有线网。依靠GPS测量铁塔高度，基于北斗信息使得测量数据更准确；安装、维护简单，且受气候、温度影响较小。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构框图。