CN105444726A - 一种基于北斗卫星的建筑结构变形监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于北斗卫星的建筑结构变形监测方法及系统，包括现有的北斗卫星，在建筑结构的被测量点上安装监测基站，并在建筑结构附近的相对无沉降区设置有基准站，所述的监测基站与基准站均设置有能够接收北斗卫星的定位信号的北斗卫星模块，所述的监测基站与基准站通过无线信号发射系统将定位信号传输给终端服务系统，所述的终端服务系统由信号接收系统、数据处理分析系统和预警系统组成。本发明不仅能对建筑结构的变形实现长期、实时、自动化的监测，而且还能对监测数据进行自动处理、分析和预警，对于防止建筑结构由于超范围变形而导致的事故具有重要意义。

Description

一种基于北斗卫星的建筑结构变形监测方法及系统

技术领域

本发明涉及一种基于北斗卫星的建筑结构变形监测方法及系统，属于建筑结构变形监测技术领域。

背景技术

建筑结构在长达几十年，甚至上百年的服役过程中，环境侵蚀、材料老化和荷载效应、人为的或自然的突变效应等灾害因素等耦合作用将不可避免地导致建筑物的损伤累计和抗力衰减，从而使得抵抗自然灾害、正常荷载以及环境作用的能力下降，引发灾难性的突发事故。一旦结构关键构件的损伤积累到一定程度，如没有被及时发现和处理，损伤将迅速扩展，从而导致整个建筑物的毁坏，造成无法估计的财产损失和人员伤亡。为了防止上述事故的发生，传统的建筑结构变形监测都是采用全站仪、水准仪等人工的定期去监测，其精度受监测设备、监测人员经验的影响，且无法实时监测。因此，现有的建筑结构变形监测方法还是不够理想。

发明内容

本发明的目的是：提供一种基于北斗卫星的建筑结构变形监测方法及系统，不仅能实现长期、实时、自动化的监测，而且能对监测数据进行自动处理、分析和预警，以克服现有技术的不足。

本发明的一种基于北斗卫星的建筑结构变形监测方法，包括现有的北斗卫星定位方法，在建筑结构上安装监测基站作为被测量点，并在建筑结构附近的相对无沉降区设置基准站作为校准点，所述的监测基站与基准站均通过北斗卫星模块实时接收北斗卫星的定位信号，然后监测基站与基准站将所接受的定位信号通过无线信号发射系统传输给终端服务系统，终端服务系统对监测基站与基准站定位信号进行解算分析，从而判断监测基站的定位坐标值是否发生偏移，根据偏移数值便可得出建筑结构的变形量；

所述的终端服务系统能够设定数据采集频率和预警值，对监测数据自动处理分析，自动生成监测报表，当建筑结构变形超过预警值时，终端服务系统则自动报警并发送报警短信到到监测人员手机。

一种基于北斗卫星的建筑结构变形监测系统，包括现有的北斗卫星，在建筑结构的被测量点上安装监测基站，并在建筑结构附近的相对无沉降区设置有基准站，所述的监测基站与基准站均设置有能够接收北斗卫星的定位信号的北斗卫星模块，所述的监测基站与基准站通过无线信号发射系统将定位信号传输给终端服务系统，所述的终端服务系统由信号接收系统、数据处理分析系统和预警系统组成；

所述的监测基站安装在建筑结构被监测部位，其安装位置需保证监测基站能接收到足够多的卫星信号，以确保监测精度；

所述的无线信号发射系统为无线网桥、GPRS网络或电台；

所述的数据分析系统可以为云端平台或电脑软件终端。

该系统的监测基站与基准站均可采用太阳能光伏发电进行供电。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明基于北斗卫星的定位原理，利用监测基站与基准站实时接收进行北斗卫星的定位信号，监测基站与基准站将各自的定位信号传输给终端服务系统进行解算分析后，进而判断出监测基站的初始坐标相对基准站的坐标是否发生偏移，如果偏移量超过终端服务系统设定的上限值，终端服务系统则发出报警信号，即对建筑结构的超范围变形作出预警，从而可以在事态扩大前采取措施减小可能发生的灾害造成的影响。因此，本发明不仅能对建筑结构的变形实现长期、实时、自动化的监测，而且还能对监测数据进行自动处理、分析和预警，对于防止建筑结构由于超范围变形而导致的事故具有重要意义。

附图说明

图1为本发明所述监测系统的原理图；

图2为本发明所述监测系统的控制流程图。

附图标记说明：1-建筑结构，2-基准站，3-监测基站，4-北斗卫星，5-终端服务系统。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例

参见图1，本发明的一种基于北斗卫星的建筑结构变形监测系统，包括现有的北斗卫星4，在建筑结构1的顶部安装有4个监测基站3，所述的监测基站（3）安装在建筑结构（1）被监测部位，其安装位置需保证监测基站（3）能接收到足够多的卫星信号，以确保监测精度，然后在建筑结构1附近的相对无沉降区设置2个基准站2，所述的监测基站3与基准站2均设置有能够接收北斗卫星4的定位信号的北斗卫星模块，所述的监测基站3与基准站2通过无线网桥将定位信号传输给终端服务系统5。所述的监测基站（3）与基准站（2）均采用太阳能光伏发电进行供电。所述的终端服务系统5由信号接收系统、数据处理分析系统和预警系统组成，所述的数据分析系统为电脑软件终端。

本发明的工作原理：参见图1及参见图2，将安装在建筑结构1上4个监测基站3作为被测量点，安装在建筑结构1附近的相对无沉降区的2个基准站2作为校准点，所述的监测基站3与基准站2均通过北斗卫星模块实时接收北斗卫星4的定位信号，然后监测基站3与基准站2将所接受的定位信号以30min的时间间隔通过无线网桥传输给终端服务系统5，终端服务系统5上的数据处理分析系统便可立刻对监测基站3与基准站2定位信号进行解算分析，从而判断监测基站3的初始坐标值相对基准站2的坐标值是否发生偏移，根据偏移数值便可得出建筑结构1的变形量。如果偏移量超过预警系统设定的上限值，预警系统则发出报警信号，即对建筑结构的超范围变形作出预警，从而可以在事态扩大前采取措施减小可能发生的灾害造成的影响。为了提高监测精度，将监测基站3与基准站2设置成可同时接收8颗以上北斗卫星4的定位信号，因此，监测基站3与基准站2每次可以向终端服务系统5传输至少8组定位坐标数据，终端服务系统5上的数据处理分析系统同时对这8组以上的定位坐标数据进行比较分析，从而可以得出监测基站3与基准站2更精确的坐标值，其监测精度能够达到水平方向2mm，竖直方向5mm。

Claims (7)

1.一种基于北斗卫星的建筑结构变形监测方法，包括现有的北斗卫星定位方法，其特征在于：在建筑结构（1）上安装监测基站（3）作为被测量点，并在建筑结构（1）附近的相对无沉降区设置基准站（2）作为校准点，所述的监测基站（3）与基准站（2）均通过北斗卫星模块实时接收北斗卫星（4）的定位信号，然后监测基站（3）与基准站（2）将所接受的定位信号通过无线信号发射系统传输给终端服务系统（5），终端服务系统（5）对监测基站（3）与基准站（2）定位信号进行解算分析，从而判断监测基站（3）的定位坐标值是否发生偏移，根据偏移数值便可得出建筑结构（1）的变形量。

2.根据权利要求1所述的基于北斗卫星的建筑结构变形监测方法，其特征在于：所述的终端服务系统（5）能够设定数据采集频率和预警值，对监测数据自动处理分析，自动生成监测报表，当建筑结构（1）变形超过预警值时，终端服务系统（5）则自动报警并发送报警短信到到监测人员手机。

3.一种基于北斗卫星的建筑结构变形监测系统，包括现有的北斗卫星（4），其特征在于：在建筑结构（1）的被测量点上安装监测基站（3），并在建筑结构（1）附近的相对无沉降区设置有基准站（2），所述的监测基站（3）与基准站（2）均设置有能够接收北斗卫星（4）的定位信号的北斗卫星模块，所述的监测基站（3）与基准站（2）通过无线信号发射系统将定位信号传输给终端服务系统（5），所述的终端服务系统（5）由信号接收系统、数据处理分析系统和预警系统组成。

4.根据权利要求3所述基于北斗卫星的建筑结构变形监测系统，其特征在于：所述的监测基站（3）安装在建筑结构（1）被监测部位，其安装位置需保证监测基站（3）能接收到足够多的卫星信号，以确保监测精度。

5.根据权利要求3所述基于北斗卫星的建筑结构变形监测系统，其特征在于：所述的无线信号发射系统为无线网桥、GPRS网络或电台。

6.根据权利要求3所述基于北斗卫星的建筑结构变形监测系统，其特征在于：所述的数据分析系统可以为云端平台或电脑软件终端。

7.根据权利要求3所述基于北斗卫星的建筑结构变形监测系统，其特征在于：该系统的监测基站（3）与基准站（2）均可采用太阳能光伏发电进行供电。