[实用新型]一种基于超带宽定位的危岩崩塌灾害变形监测系统

说明书

本实用新型属于灾害监测技术领域，公开了一种基于超带宽定位的危岩崩塌灾害变形监测系统，包括测量主机、移动测量基站和测量标签；其中，所述测量标签设有多个，并分布于灾害体的表面；所述测量标签与移动测量基站通讯连接，其作为移动测量基站的监测靶标；所述移动测量基站设有多个，并分别对应一个测量标签；所述移动测量基站与测量主机通讯连接，用于在测量主机的远程控制下寻找移动测量基站与测量标签之间优信号所在位置，并在优信号所在位置对测量标签的相关参数进行采集；所述测量主机分别与移动测量基站通讯连接。本实用新型通过信号寻优能够获得更加准确的测量标签位移数据，并通过时间同步避免由于环境影响导致信号不佳的问题。

技术领域

本实用新型属于灾害监测技术领域，具体涉及一种基于超带宽定位的危岩崩塌灾害变形监测系统。

背景技术

目前危岩崩塌体的监测工作仍然是崩塌、滑坡、泥石流等典型地质灾害监测中最薄弱的环节；出于安全考虑，早期的人工巡查方法已经停用；目前应用较广的监测方法中有GPS监测法，大地测量法、摄影法、三维激光扫描法以及相关因素监测方法；GPS监测法使用成本过高；而大地测量法、摄影法及三维激光扫描法对人工要求较高，实现自动化测量较为困难；相关因素监测方法因为各灾害地点实际情况差异太大，很难总结准确得出相关因素与灾害体变形的对应关系。

超宽带(UWB)技术的发展，为区域高精度位置测量提供了一个可以替代GPS 的实施方案。但目前UWB技术主要应用于室内定位，在室外采用UWB技术定位的技术案例尚很少见，其通常包括多个微基站和多个位置标签；位置标签分布式部署于潜在的危岩区域，接受指令发射UWB定位脉冲信号，位置标签与微基站之间通过无线方式传递信息。但是这种方法存在着以下缺陷：

首先，通过多个微基站和位置标签组成的传感网络，其测量精度取决于时间的测量，所以要求基站和标签之间时间完全同步，但在实际测量中，实现基站和标签之间的时间同步是较困难的，每一个节点(靶标/基站)都有自己的参考时钟，一般通过晶振提供时钟源。由于受温度工艺等因素影响，晶振存在频率偏差与漂移，芯片中的锁相环等在对时钟进行倍频时也存在误差，这些误差会导致最终系统时钟存在误差。随着时间当基站和标签之间时间不同步逐渐增大时，根据实际测量结果显示，其测量结果会产生较大误差。

其次，野外环境复杂，危岩处不宜搭建基站，存在安全的重大隐患，且由于野外存在遮盖导致信号，遮挡物衰减了从发射端到接收端的信号，导致接收端接收不到直线到达的无线脉冲信号。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种基于超带宽定位的危岩崩塌灾害变形监测系统，通过测量主机控制移动测量基站通过寻找与测量标签之间的优信号所在位置，能够有效解决测量标签信号被障碍物遮挡而导致测算数据不准确的问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于超带宽定位的危岩崩塌灾害变形监测系统，包括测量主机、移动测量基站和测量标签；其中，

所述测量标签设有多个，并分布于灾害体的表面；所述测量标签与移动测量基站通讯连接，其作为移动测量基站的监测靶标；

所述移动测量基站设有多个，并分别对应一个测量标签；所述移动测量基站与测量主机通讯连接，用于在测量主机的远程控制下寻找移动测量基站与测量标签之间优信号所在位置，并在优信号所在位置对测量标签的相关参数进行采集；

所述测量主机分别与移动测量基站通讯连接；所述测量主机用于远程控制每个移动测量基站，并根据从移动测量基站获得相关参数计算测量标签的位移变化数据。

在优选的技术方案中，所述测量主机包括：

数学模型和解算模块，用于建立寻找优信号的数学模型和数据计算；

飞行控制模块，用于控制每个移动测量基站的移动，其中预设有多组移动测量基站的位置阵列，每组移动测量基站位置阵列包括阵列中各个移动测量基站的飞行轨迹；