CN109946720A - 一种全球导航卫星系统应急监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全球导航卫星系统应急监测设备，该设备包括全球导航卫星系统接收机主机和全球导航卫星系统接收机天线；全球导航卫星系统接收机主机包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分转动连接；第一部分包括有太阳能电池结构；第二部分包括全球导航卫星系统接收机主板、通信模块、蓄电池和电源管理模块；全球导航卫星系统接收机主板与全球导航卫星系统接收机天线电连接，用于根据全球导航卫星系统接收机天线接收到的导航卫星信号进行定位分析。本发明提供的全球导航卫星系统应急监测设备集成度高、体积小、便于携带且可实现快速的安装部署，满足了地质灾害现场应急监测的需要。

Description

一种全球导航卫星系统应急监测设备

技术领域

本发明实施例涉及野外测量技术领域，尤其涉及一种全球导航卫星系统应急监测设备。

背景技术

地质灾害应急监测是应急处置中非常关键的一环，传统的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)应急监测设备能够有效监测表面位移，从而确定是否发生地质灾害及地质灾害的危害程度。

但是传统的GNSS应急监测设备相关组件繁多，从发货的准备到运输都十分麻烦，容易遗漏，且设备体积也较大，到达现场后不便于携带，较难运送到指定监测点位上，给GNSS监测带来困难。

发明内容

本发明提供一种GNSS应急监测设备，该设备集成度高、方便携带、且可以快速的安装部署，解决了传统GNSS应急监测设备组件繁多、不便携带及不能满足应急监测快速部署要求的问题。

第一方面，本发明提供一种GNSS应急监测设备，该设备包括GNSS接收机主机和GNSS接收机天线；

所述GNSS接收机主机包括第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分转动连接；

所述第一部分包括太阳能电池结构；

所述第二部分包括GNSS接收机主板、通信模块、蓄电池和电源管理模块；

所述GNSS接收机主板与所述GNSS接收机天线电连接；用于根据所述GNSS接收机天线接收到的导航卫星信号进行定位分析；

所述电源管理模块分别与所述太阳能电池结构和所述蓄电池电连接，用于控制所述太阳能电池结构为所述蓄电池充电；

所述蓄电池分别与所述GNSS接收机主板和所述通信模块电连接，用于分别为所述GNSS接收机主板和所述通信模块供电；

所述通信模块与所述GNSS接收机主板电连接，用于接收所述GNSS接收机主板提供的定位信息，并将所述定位信息发送给外部设备。

可选的，所述太阳能电池结构包括可折叠太阳能电池板；

所述可折叠太阳能电池板至少包括第一太阳能电池板、第二太阳能电池板和第三太阳能电池板，所述第一太阳能电池板与所述第二太阳能电池板旋转连接，所述第三太阳能电池板与所述第二太阳能电池板旋转连接。

可选的，所述第一太阳能电池板、第二太阳能电池板和第三太阳能电池板串联。

可选的，当所述GNSS应急监测设备执行监测任务时，所述第一部分与所述第二部分之间的夹角为α，其中，135°≤α≤140°。

可选的，所述GNSS应急监测设备还包括安装支架，所述安装支架包括多个可折叠地钉；

所述第二部分与所述安装支架螺钉连接。

可选的，所述GNSS应急监测设备还包括外部电源接口；

所述电源管理模块与所述外部电源接口连接，用于控制外部电源为所述蓄电池充电。

可选的，所述太阳能电池结构包括太阳能薄膜和铝合金板。

可选的，所述第二部分表面设置有多个连接端口，所述连接端口用于连接其他设备；

其中，所述连接端口包括GNSS接收机天线接口、客户识别模块插口、通信模块调试口和网口。

可选的，所述第二部分表面设置有多个信号单元，所述信号单元用于显示所述GNSS应急监测设备的工作状态；

其中，所述信号单元包括GNSS电源灯、导航卫星信号灯、通信电源灯、传输灯以及蓄电池电量查看按钮。

可选的，所述第一部分和所述第二部分通过转轴转动连接。

本发明提供一种GNSS应急监测设备，该应急监测设备包括GNSS接收机主机和GNSS接收机天线，其中，GNSS接收机主机包括第一部分和第二部分，两部分通过转轴连接，第一部分包括太阳能电池结构，第二部分包括GNSS接收机主板、通信模块、蓄电池和电源管理模块。GNSS接收机主板接收GNSS接收机天线发送的导航卫星信号，进行分析后进行定位，定位信息通过通信模块发送至外部设备，使得外部人员实时掌握监测区域的地质灾害的情况。本发明提供的GNSS应急监测设备相关组件的集成度高，方便携带、且可以快速的安装部署，解决了传统GNSS应急监测设备组件繁多、不便携带及不能满足应急监测快速部署要求的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的GNSS应急监测设备的示意图；

图2为本发明实施例提供的第二部分内部各个模块的示意图；

图3为本发明实施例提供的第二部分表面设置的连接端口示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的GNSS应急监测设备的示意图，如图1所示，该设备包括GNSS接收机主机101和GNSS接收机天线102；

GNSS接收机主机101和GNSS接收机天线102是分开设置的，通过天线连接线连接在一起。

GNSS接收机主机101包括第一部分103和第二部分104，第一部分103和第二部分104转动连接；

示例性的，第一部分103可以是壳体，第二部分104可以是与第一部分103面积相同的空心箱体，第一部分103和第二部分104转动连接，形成一个整体，两者可以实现开合，类似笔记本式计算机，第一部分103和第二部分104采用金属材质，采用整体压铸设计，工业级产品，适合野外使用。同时第一部分103和第二部分104合上之后，可以采用卡扣107扣住，此外，第二部分104上设置有提手108，这大大方便了GNSS接收机主机101的携带。

第一部分103包括太阳能电池结构；

太阳能电池结构用于将光能转换为电能，为GNSS应急监测设备供电。

图2为本发明实施例提供的第二部分内部各个模块的示意图，如图2所示，第二部分包括GNSS接收机主板201、通信模块202、蓄电池203和电源管理模块204；

GNSS接收机主板201、通信模块202、蓄电池203和电源管理模块204设置在第二部分箱体中空部分的底部，需要说明的是，本实施例仅示例性的给出了GNSS接收机主板201、通信模块202、蓄电池203和电源管理模块204的相对位置设置，但并不构成对本发明的限定，实际使用时，可以根据情况适当设置这四个部分的位置。

GNSS接收机主板201与GNSS接收机天线102电连接；用于根据GNSS接收机天线102接收到的导航卫星信号进行定位分析。

示例性的GNSS接收机主板201采用三星八频GNSS接收机主板，从而实现实时毫米级至厘米级的高精度监测。

电源管理模块204分别与太阳能电池结构和蓄电池203电连接，用于控制太阳能电池结构为蓄电池203充电。

电源管理模块204可以对太阳能电池结构的充放电过程进行管理，当出现电流电压过大或者过充过放等故障时，及时采取相应措施，避免对蓄电池203造成损伤，延长蓄电池203的使用寿命。示例性的蓄电池203可以采用60Ah锂电池，以满足GNSS应急监测设备的用电需求。

蓄电池203分别与GNSS接收机主板201和通信模块202电连接，用于分别为GNSS接收机主板201和通信模块202供电。

通信模块202与GNSS接收机主板201电连接，用于接收GNSS接收机主板201提供的定位信息，并将定位信息发送给外部设备，示例性的通信模块202采用4G全网通模块。

本发明实施例提供的GNSS应急监测设备，由GNSS接收机主机和GNSS接收机天线组成，GNSS接收机主机的主板接收GNSS接收机天线发送的导航卫星信号，并进行分析得出定位信息，该定位信息通过通信模块发送给远方的救援中心，当发生地震等地质灾害时，救援中心根据定位信息的位移，判断地质灾害的严重程度，及时准确的制定救援策略，使救援工作安全有序高效的开展。本发明实施例中将GNSS接收机主板、通信模块、蓄电池和电源管理模块，集成在第二部分的箱体内，同时将太阳能电池结构安装在第一部分，集成度高。此外，第一部分和第二部分转动连接，两部分可以合上，采用卡扣扣住，第二部分设置有提手，大大方便了GNSS应急监测设备的携带，适合野外监测使用。

可选的，继续参见图1，太阳能电池结构包括可折叠太阳能电池板；

可折叠太阳能电池板至少包括第一太阳能电池板、第二太阳能电池板和第三太阳能电池板，第一太阳能电池板与第二太阳能电池板旋转连接，第三太阳能电池板与第二太阳能电池板旋转连接。

本发明实施例中的太阳能电池结构创新的采用分屏可折叠设计，三块太阳能电池板旋转连接，使用时，三块太阳能电池板展开形成一块完整的长方形电池板，并可根据阳光照射方向调节角度。收起时，左右两块电池板可以折叠到中间电池板上，形成一个盖板，通过转轴合到第二部分上，采用卡扣结构扣住。需要说明的是图1仅示例性的给出了三块太阳能电池板，实际使用时，可根据实际情况适当调整太阳能电池板的数量。

可选的，第一太阳能电池板、第二太阳能电池板和第三太阳能电池板串联。

本发明实施例中第一太阳能电池板、第二太阳能电池板和第三太阳能电池板，相邻两个太阳能电池板间通过隐蔽电源线串联，总功率约为80W，可满足GNSS应急监测设备的日常需求，串联可以使太阳能电池板两端产生足够大的电压，从而满足蓄电池203(例如锂电池)的充电电压要求。

若是并联方式也可以产生足够的电压给蓄电池203充电，则太阳能电池板间也可以采用并联方式连接。

可选的，继续参见图1，当GNSS应急监测设备执行监测任务时，第一部分与第二部分之间的夹角为α，其中，135°≤α≤140°。

第一部分103和第二部分104间采用这个角度是为了保证太阳能电池结构能够充分接受光照，从而提高了对蓄电池203充电的速度，节省充电时间。

可选的，GNSS应急监测设备还包括安装支架105，安装支架包括多个可折叠地钉106；

第二部分104与安装支架105螺钉连接。

安装支架包括多个可折叠地钉106，不使用时可折叠隐藏收起，使用时掰开呈90度直角，钉入滑坡等地面上，再将GNSS接收机主机101安放在安装支架上105，GNSS接收机主机101的第二部分104和安装支架件105通过螺钉109连接，避免对第二部分104造成的破坏和污损。

可选的，图3为本发明实施例提供的第二部分表面设置的连接端口示意图，如图3所示，GNSS应急监测设备还包括外部电源接口301；

电源管理模块204与外部电源接口301连接，用于控制外部电源为蓄电池203充电。

示例性的外部电源接口301采用DC电源口。本发明实施例中的GNSS应急监测设备可以采取太阳能充电和外部电源充电两种充电模式，两种充电模式可以自动切换，平时GNSS应急监测设备不使用存储时(此时第一部分和第二部分合上)，可以通过电源线和适配器进行补充充电，保证野外工作初始状态电量为满状态。

可选的，太阳能电池结构包括太阳能薄膜和铝合金板。

将太阳能薄膜贴于铝合金板表面，形成太阳能电池结构。传统晶体硅太阳电池由于由硅组成，电池主要部分易碎，易产生隐形裂纹，大多有一层钢化玻璃作为防护，造成重量大，携带不便，抗震能力差，造价高等缺点，因此本发明实施例采用薄膜太阳能电池，薄膜太阳能电池质量小、厚度极薄(几个微米)、可弯曲、制造工艺简单，方便携带，且抗震性好，成本较低，满足野外地质灾害监测的使用要求。

可选的，继续参见图3，第二部分表面设置有多个连接端口，连接端口用于连接其他设备；

其中，连接端口包括GNSS接收机天线接口302、客户识别模块插口303、通信模块调试口304和网口305。

GNSS接收机主板和GNSS接收机天线通过GNSS接收机天线接口302电连接，GNSS接收机天线接口302采用TNC接口。客户识别模块插口303及SIM卡插口，插入SIM卡后，通信模块即可与外部设备进行通信。通信模块调试口304采用串口方式，通过接入外部设备(如电脑)，设置数据发送地址、端口号等参数，调试后确保通信模块与外部设备间的通信顺利进行。网口305采用RJ45接口，在没有手机信号的情况下，接入无线网桥等设备，通过网络实现与外部设备的通信。

可选的，第二部分表面设置有多个信号单元，信号单元用于显示GNSS应急监测设备的工作状态；

其中，信号单元包括GNSS电源灯、导航卫星信号灯、通信电源灯、传输灯以及蓄电池电量查看按钮。

示例性的信号单元位于第二部分104的空心箱体的上表面。GNSS电源灯被点亮说明GNSS接收机主板201和GNSS接收机天线102部分已经通电，通信电源灯被点亮说明说明通信模块已经顺利通电，GNSS接收机天线102搜索到导航卫星信号时，导航卫星信号灯开始闪烁，当通信模块202和外界设备进行通信时，传输灯被点亮，此外按压蓄电池电量查看按钮可以查看蓄电池的剩余电量，当电量不足时，及时充电，确保监测工作的顺利开展。

可选的，第一部分103和第二部分104通过转轴转动连接。

本发明实施例中提供的GNSS应急监测设备，将太阳能电池板、GNSS接收机主板、通信模块、蓄电池和电源管理模块集成在GNSS接收机主机中，同时GNSS接收机天线通过设置在GNSS接收机主机上的TNC接口和GNSS接收机主板相连。此外，整个GNSS接收机主机通过螺钉固定在安装支架上，安装支架则通过可折叠安装地钉固定在地面上。该GNSS应急监测设备采用太阳能电池板充电和外接电源充电两种充电方式，两者可自由切换，充电方式灵活，同时相关组件集成度高，方便携带，采用小型安装支架进行固定，可快速完成设备的部署，省去了传统GNSS应急监测设备需要制作观测墩及安装大型支架的时间，可满足野外应急监测的需求。

以下对本发明提供的GNSS应急监测设备的具体使用方法进行介绍：

首先将安装支架四个角上有4根可折叠地钉掰开呈90度直角，钉入滑坡等地面上，起到固定作用(示例性的提供4根可折叠地钉，但并不构成对本发明的限定，可根据实际情况适当调整地钉的数量和位置)；然后将GNSS接收机主机采用手拧螺钉固定在安装支架上，GNSS接收机天线连接到设备的TNC接口上，即完成安装工作。使用时将太阳能电池板展开成一个完整的长方形电池板，调整太阳能电池板为合适的角度，一般135-140度，同时，在SIM卡插口插入合适的SIM卡，部署完毕后，按住设备侧面的开机键开机，等待GNSS电源灯、导航卫星信号灯、通信电源灯被点亮即可开始工作。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种全球导航卫星系统应急监测设备，其特征在于，包括全球导航卫星系统接收机主机和全球导航卫星系统接收机天线；

所述全球导航卫星系统接收机主机包括第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分转动连接；

所述第一部分包括太阳能电池结构；

所述第二部分包括全球导航卫星系统接收机主板、通信模块、蓄电池和电源管理模块；

所述全球导航卫星系统接收机主板与所述全球导航卫星系统接收机天线电连接；用于根据所述全球导航卫星系统接收机天线接收到的导航卫星信号进行定位分析；

所述电源管理模块分别与所述太阳能电池结构和所述蓄电池电连接，用于控制所述太阳能电池结构为所述蓄电池充电；

所述蓄电池分别与所述全球导航卫星系统接收机主板和所述通信模块电连接，用于分别为所述全球导航卫星系统接收机主板和所述通信模块供电；

所述通信模块与所述全球导航卫星系统接收机主板电连接，用于接收所述全球导航卫星系统接收机主板提供的定位信息，并将所述定位信息发送给外部设备。

2.根据权利要求1所述的全球导航卫星系统应急监测设备，其特征在于，所述太阳能电池结构包括可折叠太阳能电池板；

所述可折叠太阳能电池板至少包括第一太阳能电池板、第二太阳能电池板和第三太阳能电池板，所述第一太阳能电池板与所述第二太阳能电池板旋转连接，所述第三太阳能电池板与所述第二太阳能电池板旋转连接。

3.根据权利要求2所述的全球导航卫星系统应急监测设备，其特征在于，所述第一太阳能电池板、第二太阳能电池板和第三太阳能电池板串联。

4.根据权利要求1所述的全球导航卫星系统应急监测设备，当所述全球导航卫星系统应急监测设备执行监测任务时，所述第一部分与所述第二部分之间的夹角为α，其中，135°≤α≤140°。

5.根据权利要求1所述的全球导航卫星系统应急监测设备，其特征在于，所述全球导航卫星系统应急监测设备还包括安装支架，所述安装支架包括多个可折叠地钉；

所述第二部分与所述安装支架螺钉连接。

6.根据权利要求1所述的全球导航卫星系统应急监测设备，其特征在于，所述全球导航卫星系统应急监测设备还包括外部电源接口；

所述电源管理模块与所述外部电源接口连接，用于控制外部电源为所述蓄电池充电。

7.根据权利要求1所述的全球导航卫星系统应急监测设备，其特征在于，所述太阳能电池结构包括太阳能薄膜和铝合金板。

8.根据权利要求1所述的全球导航卫星系统应急监测设备，其特征在于，所述第二部分表面设置有多个连接端口，所述连接端口用于连接其他设备；

其中，所述连接端口包括全球导航卫星系统接收机天线接口、客户识别模块插口、通信模块调试口和网口。

9.根据权利要求1所述的全球导航卫星系统应急监测设备，其特征在于，所述第二部分表面设置有多个信号单元，所述信号单元用于显示所述全球导航卫星系统应急监测设备的工作状态；

其中，所述信号单元包括全球导航卫星系统电源灯、导航卫星信号灯、通信电源灯、传输灯以及蓄电池电量查看按钮。

10.根据权利要求1所述的全球导航卫星系统应急监测设备，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分通过转轴转动连接。