基于北斗高精度应用的公路边坡自动化监测方案
基于北斗技术的高边坡两级安全监测方案设计研究
道路工程觀_________________________________________________________________基于的高边坡两级安全监测方案设计研究王晨（广西北部湾投资集团有限公司，广西南宁530029）摘要：文章针对新建公路路段存在的高挖边坡和高填路基边坡在施工及运营过程中可能存在的滑起施工和运营事故的问题，结合当前北斗高精技术和智技术、物联网技大数据、云计算技术的高边坡，从科学性、安全性、适性和经济性的，提出了高边坡二级建议方案，为类似项目提供参考。
关键词：北斗高精；边坡#;位移卫中图分类号：U416.1+4文献标识码：A DOI：10.13282/k..wccst.2020.09.017文章编号：：673-4874（2020）09-0062-040引言边坡土自然作人为作用下形成的的临空面5。
工程建的自然边坡和人工边坡，可能发生滑坡,工程安的灾害严重交营，大的人员，产生大的经济财产，形的，如2008铁事件、广西凤山县山体滑坡事件、深圳2015土滑坡事件等，因此滑坡灾害高注的问题。
在建程中要对高陡边坡进行性的设计和，对滑坡进行■设计和处理，遵循“以防为主、防治结合”的原则，因，采取综合治理措施，保证滑坡的3,而最重要最的手边坡进行。
目前的边坡参数括环境、表面、深层土、。
，位移参最最重要的评估参数，其中表面手括全站仪、GPS4、北斗、CCD技术5、地面扫描技术6、合径干涉技术7、娄量技术8等。
目前最的技然是北GPS手段。
随着北斗卫星升空组网，北进入高密代,精度和授时精度与美国GPS相。
自从北斗卫星建成以来，便开始国及周边的交、应急、森：、、海洋渔业、油、，并取的，在铁路沉降、机场沉、桥梁沉方面也取的进展。
本文讨容即基于北斗技术的路段边坡分级方计研究。
1工程背景某新建高速公路方方高度"20m边坡11段（见表1）,挖方边坡需要采护设计的路堑边坡主线14段，互4段（见表2）,累计为___________________7788m。
基于北斗通信的边坡位移数据监控系统设计
DOI：10.19392/kF1671-7341.201933083基于北斗通信的边坡位移数据监控系统设计戴永成展先彪辛尚青王晓敏刘旭升北华航天工业学院河北廊坊065000摘要：近年来，突发性的山体滑坡、泥石流等自然灾害现象不断发生，如何高效地预防，是人们需要迫切解决的问题之一。
文中利用先进电子技术，提出了一种基于单片机+北斗导航模块的边坡位移数据采集系统。
系统中，位移传感器将采集到的数据上发送给单片机进行处理，然后通过北斗模块的短报文功能，上传到监控中心，实现了偏远无人值守地区边坡位置的实施监控。
通过实地模拟测试，系统运行稳定，系统误差在可控范围内。
关键词:STM32；位移传感器；北斗导航;数据采集中图分类号:C1211绪论随着人们生活水平的提高，电子技术的发展,使得单片机技术的应用越来越广，另一方面,近几年来,随着突发性的自然灾害的不断发生，如何将电子技术应用到预防和治理灾害中来，是目前研究的主要课题之一,对于那些偏远的网络不发达地区的监控显得尤为重要，目前的监测体系大多采用人工收集方式，这样存在着数据采集不及时，浪费大量人力资源的弊端，文中采用了单片机和北斗导航等模块设计了远程监控系统，可以获取实时动态监测数据，即可以解决偏远地区的通信障碍问题,又节省了大量的人力，大大提高了信息采集的实时性和可靠性。
2系统设计2.1系统的总体方案基于STM32的边坡位移数据监控系统主要由数据采集、数据通信、数据监控三大模块组成,系统的总体框图如下图所示：图1系统的总体框图数据采集模块位于现场，由其中的单片机控制位置传感器 实时采集边坡的位移信息,数据通信模块,考虑到偏远地区的网络不发达，数据通信模块采用了北斗导航模块的短报文功能，将采集到的数据以短报文的形式发送给数据监控端，数据监控模块利用C#语言编写，实时显示位置信息，有效预防山体滑坡等自然灾害现象。
2.2数据采集模块数据采集模块主要由单片机STM32F103RCT6作为控制芯片,控制位移传感器阵列采集位移数据,系统采用太阳能供电,电源部分由太阳能电池板和电源管理模块组成,数据采集模块的框图如图2所示。
《基于北斗和物联网的滑坡监测系统关键技术研究》范文
《基于北斗和物联网的滑坡监测系统关键技术研究》篇一一、引言随着科技的进步和社会的快速发展，地质灾害频发，其中滑坡作为一种常见的地质灾害，给人们的生命财产安全带来了严重威胁。
为了有效预防和减少滑坡灾害带来的损失，基于北斗和物联网的滑坡监测系统应运而生。
该系统利用北斗卫星定位技术和物联网技术，实现对滑坡的实时监测和预警，为地质灾害防治提供了新的手段。
本文将重点研究基于北斗和物联网的滑坡监测系统的关键技术。
二、北斗技术及其在滑坡监测中的应用北斗卫星导航系统是我国自主研发的全球卫星导航系统，具有高精度、高可靠性的特点。
在滑坡监测中，北斗技术主要用于实时获取滑坡体的位置、形变等信息。
通过北斗定位技术，可以实现对滑坡体的精确监测，为后续的数据分析和预警提供支持。
1. 北斗定位原理及优势北斗定位技术利用卫星信号实现定位，具有高精度、全天候、全球覆盖等优势。
在滑坡监测中，北斗定位技术可以实时获取滑坡体的位置信息，为后续的数据分析和处理提供基础。
2. 北斗在滑坡监测中的应用在滑坡监测中，通过在滑坡体上布置北斗定位终端，实时获取滑坡体的位置、形变等信息。
同时，结合物联网技术，将数据传输至数据中心进行分析和处理，实现对滑坡的实时监测和预警。
三、物联网技术在滑坡监测中的应用物联网技术是实现滑坡监测系统智能化的关键。
通过将传感器、网络通信等技术应用于滑坡监测，实现对滑坡的实时监测和预警。
1. 物联网技术原理及特点物联网技术通过将各种传感器、设备等物品通过网络连接起来，实现信息的实时传输和共享。
在滑坡监测中，物联网技术可以实现数据的实时采集、传输和处理，为后续的预警和决策提供支持。
2. 物联网在滑坡监测中的应用在滑坡监测系统中，物联网技术主要用于实现数据的实时采集、传输和处理。
通过在滑坡体上布置传感器等设备，实时监测滑坡体的形变、湿度、温度等信息，并将数据通过无线网络传输至数据中心。
数据中心对数据进行处理和分析，实现对滑坡的实时监测和预警。
以北斗高精度定位技术为主的综合在线监测技术在边坡施工中的应用
现阶段，我国的高速公路得到了蓬勃的发展，与此同时也带来了一系列的环境问题。除高速公路所穿越地质地貌条件复杂，桥隧比高，建设难度大以外。特别是当受到暴雨、洪水等极端恶劣环境袭击时，高速公路会受到沿线地质灾害、桥隧和高边坡位移变形甚至垮塌的影响。
在各项高速公路工程的建设过程中，普遍存在着大量人工挖、填的施工情况，从而造成了大量边坡的形成。伴随着我国高速公路的不断建设和发展，边坡施工中存在的问题越来越突出。由于地质条件的客观原因，再加上开挖的边坡坡面非常高并且坡度很陡，同时还要受到长期的自然侵蚀和雨水的冲刷，导致严重的水土流失现象，并且使得滑坡以及落石现象也越来越严重。因此，做好边坡防护和边坡监测工作已经成为边坡项目中需要严格控制的重要环节，它将对高速公路的正常运营起着直接的影响。
1.2监测的任务
（1）针对监测体表面建立多个监测点进行实时监测，结合内部观测传感器，建立较完整的监测系统，使之成为系统化、立体化、高度集成化的变形监测平台；
（2）及时快速的对监测体采集的多元数据做出分析，掌握监测体在各种状态下的变化规律，并及时反馈监测数据，进行监测预警；
（3）建立长期监测平台，对监测体进行分析研究，对监测点进行系统管理，为同类工程积累经验，丰富理论。
1.3监测对象和内容
变形监测是一个复杂学科，其涉及的监测要素种类繁多。通过这些监测要素的表象特征再结合多元数据进行分析处理才能达到成功监测的目的。监测要素和对象如下：
（1）地表变形监测：地表绝对位移监测、裂缝张开度、地表倾斜；
北斗精确定位的公路基础设施安全监测系统的研发与及应用项目实施方案
北斗精确定位的公路基础设施安全监测系统的研发与及应用项目实施方案项目实施方案项目名称：基于北斗精确定位的公路基础设施安全监测系统的研发与应用项目申报单位（制造商）：（用户）：项目联系人：联系电话：传真：电子邮箱：项目基本情况表目录一、项目研制背景 (1)（一）国内外发展现状 (1)1.卫星定位技术在位移监测中的应用现状 (1)2.卫星定位技术在位移监测中的研究现状 (4)3. 卫星定位技术在位移监测中的发展趋势 (5)4. 卫星定位技术在位移监测应用中主要问题 (7)（二）项目研制意义 (8)二、项目研制内容 (9)（一）主要研制和示范应用内容 (9)（二）主要性能指标及先进性 (13)三、项目研制方案 (15)（一）技术方案 (15)（二）关键技术及解决途径 (24)（三）项目研制基础 (25)（四）研制进度及实施周期 (27)四、项目投资测算 (29)五、项目组织实施方案 (31)六、项目推广应用的经济和社会效益 (32)七、有关附件 (33)一、项目研制背景以世界上第一颗人造地球卫星于1957年10月4日成功发射为标志，人类已经进入空间科学技术的崭新时代。
近半个世纪以来，随着卫星测量技术的发展，使得测绘行业经历了一场深刻的变革。
无论是测量精度、适用条件、应用范围，还是在生产效率和经济效益等方面，都发生了巨大飞跃和进步。
随着高精度位移测量技术发展，大型桥梁、公路边坡、长大隧道等公路基础设施都开始应用卫星定位技术实施位移监测，尤其近些年随着桥梁等基础设施在运营中频频发生安全问题，对高效用、高精度的位移监测技术的需求越来越大，很多大跨径桥梁都斥巨资安装了卫星定位监测系统，但由于我国北斗导航定位系统起步稍晚，这些监测设备全部采用GPS。
随着国家对发展战略性新兴产业的决心，北斗定位系统在近些年得到了迅猛发展，新的技术与新的产品不断推出，北斗兼容型高精度位移监测技术已经具备在公路桥梁、隧道边坡、水利电力等大型建筑设施的安全监测的应用能力，因此我单位在“北斗二号交通部交通综合应用示范工程”项目的工作基础上，根据已有的研究成果，结合新形势新变化，编写了“基于北斗精确定位的公路基础设施安全监测系统的研发与应用”项目实施方案。
北斗高精度定位技术在边坡变形监测中的应用
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水平方向的精度为# mm左右"完全满足公路高边坡变形监测的精度要求。将北斗云监测系统应用于贵州都安高速某
高边坡变形监测工程中"实现了对该边坡变形的自动化监测。监测结果表明北斗技术完全可以应用于边坡变形监测"对
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走滑断层区域公路边坡的北斗监测系统优化设计分析
走滑断层区域公路边坡的北斗监测系统优化设计分析摘要：本文针对走滑断层区域公路边坡监测问题，提出了北斗监测系统的优化设计分析，包括确定目标和需求、选择数据采集与传输技术、采用数据处理与分析方法等步骤。
研究结果表明对北斗监测系统进行优化设计后，能够为走滑断层区域公路边坡监测提供了一种创新的解决方案，有助于工程师和决策者快速判断边坡安全状况，并采取相应措施降低灾害风险。
关键词：走滑断层区域；公路边坡；北斗监测系统引言：走滑断层区域的公路边坡监测对于确保道路安全至关重要。
随着社会发展和交通网络的扩张，越来越多的公路需要穿越走滑断层带，但这些地区常受到地质灾害威胁，如滑坡、塌方等。
因此采用有效的监测系统实时掌握边坡状态并提前预警是必不可少的。
由于传统监测方法存在局限性，北斗监测系统应用逐渐广泛，充分利用北斗技术在地质灾害监测中的优势，结合数据采集与处理技术（如机器学习和数据挖掘），提高公路边坡监测的准确性和实时性，并为工程师和决策者提供快速、可靠的边坡安全评估手段。
1.走滑断层区域公路边坡检测概述走滑断层是指地壳中两个岩体之间沿着断裂面相对运动所形成的地质构造，常伴随着地震活动。
因此对于这些区域的公路边坡进行有效监测至关重要。
走滑断层区域公路边坡监测具有其特殊性和挑战性。
首先走滑断层会导致不稳定因素增加，如地表塌陷、滑坡和崩塌等地质灾害可能发生在任何时刻。
其次传统的静态监测方法无法实时获取数据并及时预警，而且很难适应复杂多变的地质环境，再加上大范围、分布广泛以及灾害风险高也给监测工作带来了困难。
为解决上述问题，并提高走滑断层区域公路边坡的安全性和可靠性，需要开发一种有效的监测系统。
该系统应能实现实时数据采集、传输和处理，以便及时发现异常变化，并进行预警和监管。
而北斗监测系统通过对北斗导航技术的利用，结合无线传感器网络以及数据处理和分析方法，实现对公路边坡稳定性的动态监测和预测。
具体监测流程如图1所示：图1北斗监测系统监测流程图1.北斗监测系统优化设计分析2.1目标确定和需求分析首先在目标确定阶段，需要明确研究致力于解决的核心问题或达到的关键目标。
北斗实时差分数据在公路边坡监测中的应用
北斗实时差分数据在公路边坡监测中的应用摘要：公路边坡的稳定性对工程施工人员以及道路使用者的生命财产安全具有重要影响。
随着北斗卫星导航系统即将完成全球组网，探讨利用北斗实时差分数据进行公路边坡监测具有重要的现实意义。
本文详细阐述了影响北斗差分定位精度的因素，进一步对利用北斗数据进行边坡监测数据分析进行了详细介绍。
关键词：北斗系统；实时差分；公路边坡；地质灾害1引言近年来随着我国公路交通事业的推进，各等级公路逐渐延伸到中西部欠发达地区。
由于受地貌地形的影响，新建公路中高边坡路段的比重也越来越大，这就为后期滑坡、崩塌、泥石流等自然灾害的发生埋下了隐患。
从中国地调局发布的相关数据可知，近年来因为滑坡、崩塌、泥石流等导致的地质灾害事件呈逐年上升的趋势，其中威胁最大的要数滑坡和泥石流。
这种趋势还将持续相当长一段时间。
因此，对边坡进行有效的监测势在必行。
从近年来发表的相关学术论著来看，国内外众多学者对于突发性地质灾害监测方面做了大量有益的探索，运用到了例如GPS监测技术、InSAR监测技术、TDR 监测技术、微震技术等，这些先进技术的应用为突发性地质灾害的监测提供了有益的技术支撑。
然而，一方面考虑到与GPS相关的监测技术所使用的卫星非我国研制，在特殊情况下往往会受制于人。
InSAR监测技术的精度又容易受到多方面因素的影响，使用效果大打折扣。
微震技术可以实时立体的对工程进行稳定性和安全性监测但是其精度较小且稳定性不高。
另一方面，我国独立自主研发建设的北斗卫星导航系统（Bei Dou Navigation Satellite System，BDS）已经成为全球第三个可以提供全球定位的卫星导航定位系统。
有与GPS系统相当的定位及授时性能，在部分重点覆盖的区域，北斗系统的服务性能甚至要优于GPS系统。
实践证实，通过对获取的北斗实时差分数据进行进一步处理，可以获得毫米级的定位精度，能够实现对公路边坡的高精度监测。
2 影响北斗差分定位精度的因素RTK载波相位差分技术可以对对两个测站的载波相位观测量进行实时处理，处理的方法包括修正法和差分法。
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1.2.1 传统监测手段.........................................................................................................................2
1.2.2 GNSS 自动化监测系统的优势 ..............................................................................................2
3.2 辅助支持系统 ............................................................................................................................. 24 3.2.1 配电系统设计...................................................................................................................... 24 3.2.2 监控中心设计....................................................................................................................... 24
第三章 在线监测系统详细设计 .......................................................................................................... 10
3.1 高大边坡稳定性监测传感器部分.............................................................................................. 10 3.1.1 内部位移监测子系统........................................................................................................... 10 3.1.2 雨量监测.............................................................................................................................. 13 3.1.3 GNSS 监测子系统 ................................................................................................................ 16
2.3.1 系统技术要求.........................................................................................................................4 2.3.2 监测系统性能指标.................................................................................................................5 2.3.3 在线监测系统软件整体要求 .................................................................................................5 2.4 监测系统设计................................................................................................................................5 2.4.1 系统功能总框架.....................................................................................................................6 2.4.2 系统硬件总框架.....................................................................................................................7 2.4.3 系统软件总框架.....................................................................................................................8 2.4.4 监测点传感器系统总体设计 ...............................................................................................基础资料
为了确保公路、铁路运输的顺利进行，以及今后对铁路沿线进行长效综合治理， 有必要对高速公路、铁路边坡重点部位灾害性预控技术的研究与实施，并选择具有代 表性的边坡作为试点加以实施，成功后再进一步推广应用到全线，为公路、铁路沿线 创造一个安全可靠的运输环境。
1.2 自动化监测系统优势
1.2.1 传统监测手段
常规变形监测技术包括采用经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等常规测量仪器测 定点的变形值，其优点是：（1）能够提供变形体整体的变形状态；（2）适用于不同的 监测精度要求、不同形式的变形体和不同的监测环境；（3）可以提供绝对变形信息。 但外业工作量大，布点受地形条件影响，不易实现自动化监测。特殊测量手段包括应 变测量、准直测量和倾斜测量，它具有测量过程简单、可监测变形体内部的变形、容 易实现自动化监测等优点，但通常只能提供局部和相对的变形信息。
公路、铁路高大边坡稳定性 在线安全监测系统方案
编写单位：广东北斗天云科技有限公司 编写人员：
2018 年 6 月
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目录
第一章 项目背景 .................................................................................................................................... 2
第二章 在线监测系统整体设计 ............................................................................................................ 4
2.1 系统设计的目标 ........................................................................................................................... 4 2.2 系统主要监测内容 ........................................................................................................................4 2.3 系统建设整体技术要求及性能指标 ............................................................................................4
1.1
基础资料 ......................................................................................................................... 2
1.2 自动化监测系统优势 ...................................................................................................................2
3.3 监控中心平台软件 ...................................................................................................................... 27 3.3.1 软件流程及功能介绍 .......................................................................................................... 27 3.3.2 采集与数据处理软件........................................................................................................... 28 3.3.3 数据发布平台软件功能介绍 ............................................................................................... 32 3.3.4 手机客户端软件.................................................................................................................. 41