CN203908537U - 一种地表三维形变集成监测装置 - Google Patents

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贾三满
田芳
王荣
雷坤超
罗勇
杨艳
姜媛
刘明坤
周毅
陈柘舟
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Abstract

本实用新型公开一种地表三维形变集成监测装置，包括固定台及安装在固定台上的InSAR人工角反射器和GPS观测杆，GPS观测杆的顶端用于安装GPS扼流圈天线。InSAR人工角反射器为由三块反射板垂直拼接形成的锥形反射器，其中一块反射板为水平设置的底板，另外两块反射板为垂直设置的立板，GPS观测杆固定安装在两块立板的拼接处。InSAR人工角反射器底部通过可调节高度的支撑装置安装在固定台上。固定台为水泥台墩，埋设深度需达到冻土层以下。还包括安装在固定台上测量支撑装置高度变化的毫米刻度尺。本实用新型将GPS技术与InSAR技术进行有机集成，克服了现有技术中各监测设施之间独立监测，相互配合存在缺陷的不足，从而达到有效、快速、方便的获取地表三维形变场的信息。

Description

一种地表三维形变集成监测装置
技术领域
本实用新型涉及地质测量监测技术领域，特别是涉及一种地表三维形变集成监测装置。
背景技术
合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)技术是近二十年发展起来的新型空间对地观测技术。目前被广泛应用于地面沉降、火山活动以及滑坡等地质灾害的监测。在传统DInSAR技术基础上发展起来的PS-InSAR技术和CR-InSAR技术，能够有效克服空间、时间失相干和大气延迟的影响，在垂直形变监测精度方面可以达到毫米级。GPS测量技术随着仪器和解缠算法的持续改进，在地面沉降监测中发挥了重要作用。GPS测量具有周期短、定位精度高、布网迅速、全天侯等优点，在水平形变监测方面具有较高的精度。以往地面沉降监测设施主要有水准点、GPS监测墩、InSAR人工角反射器。各种监测设施之间独立进行监测，缺乏有效的集成，致使多种监测手段相互配合方面存在缺陷。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能使GPS监测墩和InSAR人工角反射器集成进而有效方便的获取地表三维形变场信息的地表三维形变集成监测装置。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种地表三维形变集成监测装置，包括固定台及安装在固定台上的InSAR人工角反射器，在所述固定台上还安装有GPS观测杆，所述GPS观测杆的顶端用于安装GPS扼流圈天线。
作为进一步改进，所述InSAR人工角反射器为由三块反射板垂直拼接形成的锥形反射器，其中一块反射板为水平设置的底板，另外两块反射板为垂直设置的立板，所述GPS观测杆固定安装在两块立板的拼接处。
进一步改进，所述GPS观测杆顶部设置有强制对中装置，所述集成监测装置还包括用于安放在强制对中装置处的GPS扼流圈天线。
作为进一步改进，所述InSAR人工角反射器底部通过可调节高度的支撑装置安装在固定台上。
进一步改进，所述可调节高度的支撑装置包括多个垂直设置的钢管，各个垂直钢管上分别安装垂直升降螺丝。
作为进一步改进，还包括安装在固定台上、用于测量支撑装置上升或下降高度的毫米刻度尺。
作为进一步改进，所述InSAR人工角反射器为长方体锥形反射器，其中两块立板为长方形反射板，所述底板为正方形反射板，所述正方形反射板的边长等于长方形反射板的短边长。
进一步改进，所述正方形反射板边长为1m，长方形反射板短边长为1m，长边长为1.5m，板厚均为2mm，在正方形反射板上留有出水孔，出水孔直径为3cm。
进一步改进，所述长方形反射板和正方形反射板由铝合金制成。
作为进一步改进，所述固定台为水泥台墩，埋设深度需达到冻土层以下。
采用上述技术方案，本实用新型将GPS技术与InSAR技术进行有机集成，克服了现有技术中各种监测设施之间独立监测，相互配合存在缺陷的不足，从而达到有效、快速、方便的获取地表三维形变场的信息。
附图说明
上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型一种地表三维形变集成监测装置的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型一种地表三维形变集成监测装置将GPS技术与InSAR技术进行了有机集成，其主要结构由InSAR人工角反射器、GPS观测杆、基座框架和水泥台墩四个部分组成。
参照附图1可见，本实施例中人工角反射器为长方体锥形反射器，该长方体锥形反射器中反射板是由铝合金材质的两块长方形反射板1和一块正方形反射板2垂直拼接组成，其中长方形反射板1短边长为1m，长边长为1.5m，正方形反射板2为底板、边长为1m，板厚均为2mm。在正方形反射板2上需留有出水孔，出水孔直径为3cm，以备下雨时排水。
GPS观测杆3由普通钢管制成，焊接到两块长方形反射板1连接处，在监测杆的顶部设置有强制对中装置，用于安放GPS扼流圈天线4。
基座框架采用直径5cm的钢管5制成，用于支撑人工角反射装置，其底部与水泥台墩8固定连接，可采用固定螺丝等多种方式固定连接。基座框架四个腿的中间部位分别安置垂直升降螺丝6，可以人为调节框架的高度。基座框架上下面之间设置有毫米刻度尺7，用以测量框架抬升和下降的高度。
水泥台墩8主要由水泥和钢筋组成，用于支撑固定基座框架，其高度可根据周边环境进行布设，埋设在土壤9中，最优深度需达到冻土层以下，以利于该地表三维形变集成监测装置的稳固。
当然，本实用新型的人工角反射器还可以采用正方体三角反射器、三角锥形反射器等其它类型。基座框架和水泥台墩同样可选择其它材料制成，只要能起到稳固人工角反射器和GPS观测杆的作用即可。
另外，在水泥台墩上还可以埋设有高出水泥台墩顶面的水准测量标志。如水泥台墩为方形，水准测量标志设为4个，分别埋设在水泥台墩顶部四个角点上，InSAR人工角反射器及GPS观测杆均位于4个水准测量标志构成的方形内。其中，水准测量标志采用嵌入一个圆球部为铜或不锈钢的金属水准标志。标志须安放正直，镶接牢固，其顶部应高出水泥台墩顶面1～2cm。通过上述设置，可以将InSAR、GPS、水准测量三种方法进行有效集成，相互配合，也使得各种监测技术之间可以相互验证，对于地面形变在监测尺度、监测精度方面具有较大的突破。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种地表三维形变集成监测装置，包括固定台及安装在固定台上的InSAR人工角反射器，其特征在于，在所述固定台上还安装有GPS观测杆，所述GPS观测杆的顶端用于安装GPS扼流圈天线。
2.根据权利要求1所述的地表三维形变集成监测装置，其特征在于，所述InSAR人工角反射器为由三块反射板垂直拼接形成的锥形反射器，其中一块反射板为水平设置的底板，另外两块反射板为垂直设置的立板，所述GPS观测杆固定安装在两块立板的拼接处。
3.根据权利要求1所述的地表三维形变集成监测装置，其特征在于，所述GPS观测杆顶部设置有强制对中装置，所述集成监测装置还包括用于安放在强制对中装置处的GPS扼流圈天线。
4.根据权利要求1-3任一项所述的地表三维形变集成监测装置，其特征在于，所述InSAR人工角反射器底部通过可调节高度的支撑装置安装在固定台上。
5.根据权利要求4所述的地表三维形变集成监测装置，其特征在于，所述可调节高度的支撑装置包括多个垂直设置的钢管，各个垂直钢管上分别安装垂直升降螺丝。
6.根据权利要求4所述的地表三维形变集成监测装置，其特征在于，还包括安装在固定台上、用于测量支撑装置上升或下降高度的毫米刻度尺。
7.根据权利要求2所述的地表三维形变集成监测装置，其特征在于，所述InSAR人工角反射器为长方体锥形反射器，其中两块立板为长方形反射板，所述底板为正方形反射板，所述正方形反射板的边长等于长方形反射板的短边长。
8.根据权利要求7所述的地表三维形变集成监测装置，其特征在于，所述正方形反射板边长为1m，长方形反射板短边长为1m，长边长为1.5m，板厚均为2mm，在正方形反射板上留有出水孔，出水孔直径为3cm。
9.根据权利要求7所述的地表三维形变集成监测装置，其特征在于，所述长方形反射板和正方形反射板由铝合金制成。
10.根据权利要求1所述的地表三维形变集成监测装置，其特征在于，所述固定台为水泥台墩，埋设深度需达到冻土层以下。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105182307A (zh) * 2015-08-13 2015-12-23 中国科学院光电研究院 Sar角反射器固定基座
CN105526925A (zh) * 2015-11-09 2016-04-27 北京市水文地质工程地质大队 一种区域地面沉降水准监测网优化设计方法
CN111912446A (zh) * 2020-08-19 2020-11-10 河南省焦作地质勘察设计有限公司 一种多功能自然资源监测装置
CN112097630A (zh) * 2020-08-07 2020-12-18 湖南太康电子信息技术有限公司 一种隧道形变监测预警雷达系统

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