CN106895821B - 一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，包括底盘、沉降观测标和北斗定位装置；所述沉降观测标固定安装于底盘上方；所述北斗定位装置固定安装于沉降观测标上方；北斗定位装置包括北斗天线，且北斗天线强制对中于沉降观测标。本发明一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，通过将沉降观测标设置于路灯底盘上，并将北斗定位装置的北斗天线强制对中于沉降观测标，实现了监测精度不受环境影响，并降低了监测成本。

Description

一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯

技术领域

本发明涉及一种路灯，具体涉及一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯。

背景技术

沉降监测即根据设置的监测点与固定测点(永久性水准点)进行观测，测其沉降程度用数据表达，凡三层以上建筑、构筑物设计要求设置监测点，人工、土地基(砂基础)等，均应设置沉陷监测，施工中应按期或按层进度进行监测和记录直至竣工。随着工业与民用建筑业的发展，各种复杂而大型的工程建筑物日益增多，工程建筑物的兴建，改变了地面原有的状态，并且对于建筑物的地基施加了一定的压力，这就必然会引起地基及周围地层的变形。为了保证建筑物的正常使用寿命和建筑物的安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，建筑物沉降监测的必要性和重要性愈加明显。

现有的沉降监测手段多采用沉降仪进行监测或者采用水准测量方式进行监测，采用沉降仪时，在需要监测的地点设置沉降仪，但是沉降仪的监测精度受仪器位置和环境影响很大，温度湿度变化都会引起沉降仪的读数不准确，监测精度不高；同时设置沉降仪需要占用地面空间，在如今寸土寸金的城市中，这种方式成本极高。而采用水准测量方式进行监测，则需要大量的人力成本，而且在恶劣天气无法进行监测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有沉降监测手段监测精度受环境影响大，监测成本高，目的在于提供一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，包括底盘、沉降观测标和北斗定位装置；所述沉降观测标固定安装于底盘上方；所述北斗定位装置固定安装于沉降观测标上方；北斗定位装置包括北斗天线，且北斗天线强制对中于沉降观测标。

现有技术中，监测沉降的方法主要有两种，一种是在需要监测的地点设置沉降仪，但是沉降仪的监测精度受仪器位置和环境影响很大，比如常用的分层式沉降仪，在温度湿度变化时，磁力环会发生变形，导致监测精度降低，甚至发生误测。同时设置沉降仪需要占用地面空间，比如分层式沉降仪需要在监测地点设置90cm直径的孔洞，这个孔洞还需要在洞口做各种防水设置，读取监测数据还需要专业人员到达孔洞处进行读取，在如今寸土寸金的城市中，这种方式成本极高。而采用水准测量方式进行监测，则需要大量的人力成本，同时，水准仪在恶劣天气极易损坏，所以而且在恶劣天气无法进行沉降监测。

现有技术中，已经存在将卫星定位系统作为沉降监测的手段，但是现有手段往往需要设置卫星定位系统的专用立杆进行监测，这种方式并没有解决上述现有技术中存在的问题，当监测环境发生变化时，尤其是起风时，立杆发生大量变形，严重影响了监测精度；同时新设立杆也需要占用地面空间，成本很高。

本发明应用时，将沉降观测标设置于路灯底盘上，然后将北斗定位装置固定安装于沉降观测标上方，同时将北斗定位装置的北斗天线强制对中于沉降观测标。本发明不需要对北斗定位装置设置新的立杆，节省了地面空间，而且适用于各种环境中，环境发生变化时，也不会影响监测结果，即使在大风中，北斗定位装置发生了变形，但是由于北斗天线强制对中于沉降观测标，监测结果依然非常准确。本发明通过将沉降观测标设置于路灯底盘上，并将北斗定位装置的北斗天线强制对中于沉降观测标，实现了监测精度不受环境影响，并降低了监测成本。

进一步的，所述北斗定位装置包括：用于定位、通过短报文接收北斗基准站的校准信息和将RTK模块处理后的定位信息通过短报文发送给控制中心的北斗定位模块；用于将北斗定位模块的定位信息根据北斗基准站的校准信息进行载波相位差分处理的RTK模块。

现有技术中，对沉降监测点进行监测时，需要专业人员到达监测点处，或者由专业测量人员通过水准测量的方式对沉降监测点进行监测。本发明应用时，北斗定位模块定位、通过短报文接收北斗基准站的校准信息并发送给RTK模块，RTK模块将北斗定位模块的定位信息根据北斗基准站的校准信息进行载波相位差分处理，然后北斗定位模块将RTK模块处理后的定位信息通过短报文发送给控制中心，实现了对沉降监测点处的实时监控，同时由于通过RTK模块处理定位信息，监测精度大幅提高。

进一步的，本发明还包括混凝土地基、设置于混凝土地基内部的钢筋地笼和观测标连杆；所述混凝土地基埋设于底座下方，且通过钢筋地笼与底座固定连接；所述观测标连杆一端固定连接于钢筋地笼，另一端贯穿底板并与沉降观测标固定连接。

现有技术中，在恶劣的环境中，沉降仪由于变形等原因，监测数据不准确。本发明应用时，沉降观测标通过观测标连杆固定连接于路灯混凝土地基中的钢筋地笼，使得沉降观测标更直观的反映出地基沉降和变形。

进一步的，所述北斗定位装置还包括天线外罩、天线基座、装置基座和螺纹强制对中器；所述天线外罩、天线基座和装置基座从上至下依次设置，且北斗天线设置于天线基座并位于天线外罩内部；所述沉降观测标顶端设置螺纹，且沉降观测标顶端通过该螺纹连接螺纹强制对中器；所述北斗天线底部连接螺纹强制对中器，并通过螺纹强制对中器与沉降观测标强制对中。

本发明应用时，天线基座上设置的北斗天线通过螺纹强制对中器强制对中于沉降观测标，并处于天线外罩的保护之下，使得本发明在恶劣环境中也可以保持很好的监测精度。

进一步的，本发明还包括控制点连杆和控制点观测标；所述控制点观测标固定安装于底盘上方，且通过控制点连杆固定连接于沉降观测标。

现有技术中，当需要对一个地区的进行控制网布网时，需要通过人力进行工程测量，并在工程测量后，布设控制点，这种方式费时费力，而且当该区域中障碍物密集时，工程测量难度大大增加，而且精度也会大幅下降。本发明应用时，只需要将控制点观测标固定安装于路灯底盘，并通过控制点连杆固定连接于沉降观测标，即可将此点作为控制点，每次需要使用该控制点时，通过北斗定位装置读出沉降观测标的坐标值，然后根据控制点连杆的方位和尺寸得出该控制点观测标的坐标值，省时省力，实时精度高。

再进一步的，本发明还包括指示牌；所述指示牌用于标识控制点观测标与沉降观测标的相对位置关系。

本发明应用时，通过读取指示牌上控制点观测标与沉降观测标的相对位置关系，用户可以根据北斗定位装置获取控制点观测标的位置信息，省时省力，实时精度高。

再进一步的，本发明还包括保护箱，所述保护箱设置于底盘上方，且将沉降观测标、北斗定位装置和控制点观测标设置于保护箱内部。

本发明应用时，保护箱将沉降观测标、北斗定位装置和控制点观测标保护在其内部，确保了本发明在恶劣天气条件下也可以保持很好的监测精度。

再进一步的，所述保护箱包括箱体、箱盖、转轴和活动盖板；所述箱盖设置于箱体上方；所述活动盖板设置于控制点观测标正上方，且通过转轴与箱盖连接；使用时，将活动盖板绕转轴轴线旋转，使得控制点观测标上方没有障碍物。

本发明应用时，活动盖板通过转轴与箱盖连接；需要使用时，用户打开活动盖板，将测量仪器假设在控制点观测标上方；使用完毕后，用户取出测量仪器并盖上活动盖板，使得本发明在得到很好保护的同时，也可以作为控制点使用。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，通过将沉降观测标设置于路灯底盘上，并将北斗定位装置的北斗天线强制对中于沉降观测标，实现了监测精度不受环境影响，并降低了监测成本；

2、本发明一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，实现了对沉降监测点处的实时监控，同时由于通过RTK模块处理定位信息，监测精度大幅提高；

3、本发明一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，沉降观测标通过观测标连杆固定连接于路灯混凝土地基中的钢筋地笼，使得沉降观测标更直观的反映出地基沉降和变形；

4、本发明一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，北斗天线通过螺纹强制对中器强制对中于沉降观测标，并处于天线外罩的保护之下，使得本发明在恶劣环境中也可以保持很好的监测精度；

5、本发明一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，作为控制网的控制点时，测量省时省力，实时精度高；

6、本发明一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，通过读取指示牌上控制点观测标与沉降观测标的相对位置关系，用户可以根据北斗定位装置获取控制点观测标的位置信息，省时省力，实时精度高；

7、本发明一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，通过活动盖板的翻转，使得本发明在得到很好保护的同时，也可以作为控制点使用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明系统示意图；

图3为实施例6俯视图；

图4为实施例6示意图；

图5为实施例9闭合状态示意图；

图6为实施例9工作状态示意图；

图7为实施例9俯视图；

图8为实施例5结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-立杆，2-挑杆，3-混凝土地基，4-钢筋地笼，5-底座，6-保护箱，7-观测标连杆，8-沉降观测标，9-北斗定位装置，10-控制点观测标，11-控制点连杆，12-标尺，61-箱体，62-箱盖，63-转轴，64-活动盖板，91-天线外罩，92-天线基座，93-装置基座，94-北斗天线，95-螺纹强制对中器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本发明一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，包括底盘5、沉降观测标8和北斗定位装置9；所述沉降观测标8固定安装于底盘5上方；所述北斗定位装置9固定安装于沉降观测标8上方；北斗定位装置9包括北斗天线94，且北斗天线94强制对中于沉降观测标8。

本实施例实施时，将沉降观测标8设置于路灯底盘5上，然后将北斗定位装置9固定安装于沉降观测标8上方，同时将北斗定位装置9的北斗天线94强制对中于沉降观测标8。测量时，北斗定位装置9读出的读数为北纬39.8910222°、东经116.3354894°、海拔48.861米；一个星期后再读取读数为北纬39.8910222°、东经116.3354894°、海拔48.856米，则沉降量为48.861-48.856＝0.005米。

实施例2

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上，还包括立杆1和挑杆2，立杆1和挑杆2是路灯固有部件。

本实施例实施时，立杆1和挑杆2对沉降观测标8和北斗定位装置9的工作状态不构成影响，使得本实施例可以适用于现有路灯的改造。

实施例3

如图2所示，本实施例在实施例1的基础上，所述北斗定位装置9包括：用于定位、通过短报文接收北斗基准站的校准信息和将RTK模块处理后的定位信息通过短报文发送给控制中心的北斗定位模块；用于将北斗定位模块的定位信息根据北斗基准站的校准信息进行载波相位差分处理的RTK模块。

本实施例实施时，北斗定位模块优选为UM220-INS N模块，RTK模块优选为天宝的BD970模块，北斗定位模块定位、通过短报文接收北斗基准站的校准信息并发送给RTK模块，RTK模块将北斗定位模块的定位信息根据北斗基准站的校准信息进行载波相位差分处理，然后北斗定位模块将RTK模块处理后的定位信息通过短报文发送给控制中心，实现了对沉降监测点处的实时监控，同时由于通过RTK模块处理定位信息，监测精度大幅提高。

实施例4

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上，还包括混凝土地基3、设置于混凝土地基3内部的钢筋地笼4和观测标连杆7；所述混凝土地基3埋设于底座5下方，且通过钢筋地笼4与底座5固定连接；所述观测标连杆7一端固定连接于钢筋地笼4，另一端贯穿底板5并与沉降观测标8固定连接。

本实施例实施时，沉降观测标8通过观测标连杆7固定连接于路灯混凝土地基3中的钢筋地笼4，使得沉降观测标8更直观的反映出地基沉降和变形。

实施例5

如图8所示，本实施例在实施例1的基础上，所述北斗定位装置9还包括天线外罩91、天线基座92、装置基座93和螺纹强制对中器95；所述天线外罩91、天线基座92和装置基座93从上至下依次设置，且北斗天线94设置于天线基座92并位于天线外罩91内部；所述沉降观测标8顶端设置螺纹，且沉降观测标8顶端通过该螺纹连接螺纹强制对中器95；所述北斗天线94底部连接螺纹强制对中器95，并通过螺纹强制对中器95与沉降观测标8强制对中。

本实施例实施时，天线基座92上设置的北斗天线94通过螺纹强制对中器95强制对中于沉降观测标8，并处于天线外罩91的保护之下，使得本发明在恶劣环境中也可以保持很好的监测精度。

实施例6

如图3和图4所示，本实施例在实施例1的基础上，还包括控制点连杆11和控制点观测标10；所述控制点观测标10固定安装于底盘5上方，且通过控制点连杆11固定连接于沉降观测标8。

本实施例实施时，只需要将控制点观测标10固定安装于路灯底盘5，并通过控制点连杆11固定连接于沉降观测标8，即可将此点作为控制点，每次需要使用该控制点时，通过北斗定位装置9读出沉降观测标8的坐标值，然后根据控制点连杆11的方位和尺寸得出该控制点观测标10的坐标值。测量时，北斗定位装置9读出的读数为北纬39.8910222°、东经116.3354894°、海拔48.861米，而控制点观测标10位于沉降观测标8正东方向，控制点连杆11长度0.1米，则该控制点的坐标为北纬39.8910222°、东经116.3354903°、海拔48.861米。

实施例7

本实施例在实施例6的基础上，还包括指示牌；所述指示牌用于标识控制点观测标10与沉降观测标8的相对位置关系。

本实施例实施时，指示牌标识内容为：“本控制点位于北斗定位装置读数点以东0.0000009°”，这时，北斗定位装置9读出的读数为北纬39.8910222°、东经116.3354894°、海拔48.861米，则该控制点的坐标为北纬39.8910222°、东经116.3354903°、海拔48.861米。

实施例8

本实施例在实施例7的基础上，还包括保护箱6，所述保护箱6设置于底盘5上方，且将沉降观测标8、北斗定位装置9和控制点观测标10设置于保护箱6内部。

本实施例实施时，保护箱6将沉降观测标8、北斗定位装置9和控制点观测标10保护在其内部，确保了本实施例在恶劣天气条件下也可以保持很好的监测精度。

实施例9

本实施例在实施例8的基础上，所述保护箱6包括箱体61、箱盖62、转轴63和活动盖板64；所述箱盖62设置于箱体61上方；所述活动盖板64设置于控制点观测标10正上方，且通过转轴63与箱盖62连接；使用时，将活动盖板64绕转轴63轴线旋转，使得控制点观测标10上方没有障碍物。

本实施例实施时，工作人员需要将该点作为水准控制点，打开活动盖板64，将标尺12立于控制点观测标10上进行水准测量。

实施例10

本实施例在实施例9的基础上，工作人员需要以该点作为控制点进行放样。

本实施例实施时，工作人员打开活动盖板64，将全站仪架设在该点，并与控制点观测标10对中，然后进行放样。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，包括底座（5），其特征在于，还包括沉降观测标（8）和北斗定位装置（9）；所述沉降观测标（8）固定安装于底座（5）上方；所述北斗定位装置（9）固定安装于沉降观测标（8）上方；北斗定位装置（9）包括北斗天线（94），且北斗天线（94）强制对中于沉降观测标（8）；所述北斗定位装置（9）还包括天线外罩（91）、天线基座（92）、装置基座（93）和螺纹强制对中器（95）；所述天线外罩（91）、天线基座（92）和装置基座（93）从上至下依次设置，且北斗天线（94）设置于天线基座（92）并位于天线外罩（91）内部；所述沉降观测标（8）顶端设置螺纹，且沉降观测标（8）顶端通过该螺纹连接螺纹强制对中器（95）；所述北斗天线（94）底部连接螺纹强制对中器（95），并通过螺纹强制对中器（95）与沉降观测标（8）强制对中。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，其特征在于，所述北斗定位装置（9）包括：

用于定位、通过短报文接收北斗基准站的校准信息和将RTK模块处理后的定位信息通过短报文发送给控制中心的北斗定位模块；

用于将北斗定位模块的定位信息根据北斗基准站的校准信息进行载波相位差分处理的RTK模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，其特征在于，还包括混凝土地基（3）、设置于混凝土地基（3）内部的钢筋地笼（4）和观测标连杆（7）；所述混凝土地基（3）埋设于底座（5）下方，且通过钢筋地笼（4）与底座（5）固定连接；所述观测标连杆（7）一端固定连接于钢筋地笼（4），另一端贯穿底座（5）并与沉降观测标（8）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，其特征在于，还包括控制点连杆（11）和控制点观测标（10）；所述控制点观测标（10）固定安装于底座（5）上方，且通过控制点连杆（11）固定连接于沉降观测标（8）。

5.根据权利要求4所述的一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，其特征在于，还包括指示牌；所述指示牌用于标识控制点观测标（10）与沉降观测标（8）的相对位置关系。

6.根据权利要求5所述的一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，其特征在于，还包括保护箱（6），所述保护箱（6）设置于底座（5）上方，且将沉降观测标（8）、北斗定位装置（9）和控制点观测标（10）设置于保护箱（6）内部。

7.根据权利要求6所述的一种基于北斗定位系统的沉降监测路灯，其特征在于，所述保护箱（6）包括箱体（61）、箱盖（62）、转轴（63）和活动盖板（64）；所述箱盖（62）设置于箱体（61）上方；所述活动盖板（64）设置于控制点观测标（10）正上方，且通过转轴（63）与箱盖（62）连接；使用时，将活动盖板（64）绕转轴（63）轴线旋转，使得控制点观测标（10）上方没有障碍物。