CN206114056U - 一种地下水位监测预警装置 - Google Patents

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唐咸远
芦继忠
林俊
林书成
周振荣
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Guangxi University of Science and Technology
Fifth Construction Engineering Co of Guangxi Construction Engineering Group
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Guangxi University of Science and Technology
Fifth Construction Engineering Co of Guangxi Construction Engineering Group
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Abstract

本实用新型涉及一种地下水位监测预警装置,包括:GPS天线、网桥设备箱、GPS基站、监控主机、GSM自动短信报警器,GPS天线与网桥设备箱连接,网桥设备箱通过通信电缆与监控主机连接,GPS基站通过通信电缆与监控主机连接,监控主机通过通信电缆与GSM自动短信报警器连接;GPS基站将卫星信号传输至监控主机,监控主机通过采用载波相位测量定位测量技术,解算卫星信号,并改正GPS天线获得的相应观测数据,可得到定位误差在毫米级的地下水位观测精度,地下水位观测值如预置变化值及变化幅度,监控主机通过计算对比,对于超过一定幅度的地下水位值及变化幅度通过GSM自动短信报警器预警,可实施24小时不间断监测及预警。

Description

一种地下水位监测预警装置
技术领域
本实用新型属于水文监测技术领域,尤其涉及一种地下水位监测预警装置。
背景技术
目前,随着我国基础设置的发展,对于房屋建筑、桥梁、地铁等工程的建设及水文地质环境调查,必然会遇到地下水,地下水位的变化对这些工程的基坑开挖及环境影响较大,并严重影响施工人员及设备安全,因此,国家规范要求对地下水位要进行监测。
我国对于地下水位的监测还是采用传统的监测预警方法,不仅监测精度低,而且须要花费大量的人力物力,且不能进行连续的不间断监测,智能程度低,费时费力。
发明内容
本实用新型为解决公知技术中存在的传统监测预警装置,监测精度低,人力物力投入大,不能进行连续不间断地监测,智能化程度低,费时费力的问题而提供一种结构简单、安装使用方便、提高工作效率的地下水位监测预警装置。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
一种地下水位监测预警装置,该地下水位监测预警装置包括:GPS天线、网桥设备箱、GPS基站、监控主机、GSM自动短信报警器,所述GPS天线通过通信电缆与所述网桥设备箱相连接,所述网桥设备箱通过通信电缆与所述监控主机相连接,所述GPS基站通过通信电缆与所述监控主机相连接,所述监控主机通过通信电缆与所述GSM自动短信报警器相连接。
进一步,所述GPS天线采用共轭天线。
进一步,所述GPS基站包括:基站天线、接收装置、网桥,并与监控主机进行数据通信;所述基站天线安装在固定的监测墩上,所述基站天线与所述接收装置相连接,所述接收装置与所述网桥相连接。
进一步,所述基站天线采用共轭天线。
进一步,所述网桥设备箱内安装有网桥及不间断电源,在网桥设备箱的顶部安装有避雷针及天线,所述网桥安装在所述不间断不间断电源的上部,并通过电线与所述不间断电源连接,所述避雷针设置在所述天线的左侧,所述天线与所述网桥采用电缆线连接,所述网桥设备箱的箱盖上安装有锁具。
本实用新型提供的地下水位监测预警装置,包括:GPS天线、网桥设备箱、GPS基站、监控主机、GSM自动短信报警器,GPS天线通过通信电缆与网桥设备箱相连接,网桥设备箱通过通信电缆与监控主机相连接,GPS基站通过通信电缆与监控主机相连接,监控主机通过通信电缆与GSM自动短信报警器相连接;GPS基站通过通信电缆将采集到的卫星信号传输至监控主机,监控主机通过采用载波相位测量定位测量技术,对GPS基站获得的卫星信号进行解算,并对GPS天线获得的相应观测数据改正,可得到定位误差在毫米级的地下水位观测精度,地下水位观测值如预置变化值及变化幅度,监控主机通过计算对比,对于超过一定幅度的地下水位值及变化幅度通过GSM自动短信报警器进行预警,可实施24小时不间断监测及预警,监测精度高,人力物力投入小,可进行连续不间断地监测,智能化程度高,省时省力,结构简单,安装使用方便,工作效率高。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的地下水位监测预警装置的结构示意图。
图2是本实用新型实施例提供的网桥设备箱的结构示意图。
图中:1、GPS天线;2、网桥设备箱;2-1、网桥;2-2、不间断电源;2-3、避雷针;2-4、天线;2-5、箱盖;3、GPS基站;4、监控主机;5、GSM自动短信报警器。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。
请参阅图1:本实用新型实施例的地下水位监测预警装置包括:GPS天线1、网桥设备箱2、GPS基站3、监控主机4、GSM自动短信报警器5,GPS天线1通过通信电缆与网桥设备箱2相连接,网桥设备箱2通过通信电缆与监控主机4相连接,GPS基站3通过通信电缆与监控主机4相连接,监控主机4通过通信电缆与GSM自动短信报警器5相连接。
在本实用新型实施例中,GPS天线1采用共轭天线。
在本实用新型实施例中,GPS基站3包括:基站天线、接收装置、网桥,并与监控主机4进行数据通信;基站天线安装在固定的监测墩上,基站天线与接收装置相连接,接收装置与网桥相连接。
在本实用新型实施例中,基站天线采用共轭天线。
在本实用新型实施例中,网桥设备箱2内安装有网桥2-1及不间断电源2-2,在网桥设备箱2的顶部安装有避雷针2-3及天线2-4,网桥2-1安装在不间断不间断电源2-2的上部,并通过电线与不间断电源2-2连接,避雷针2-3设置在天线2-4的左侧,天线2-4与网桥2-1采用电缆线连接,网桥设备箱2的箱盖2-5上安装有锁具。
如图2所示,本实用新型实施例提供的地下水位监测预警装置,包括:GPS天线1、网桥设备箱2、GPS基站3、监控主机4、GSM自动短信报警器5。
GPS天线1用电缆线与网桥设备箱2连接,并通过通信电缆与监控主机4连接进行数据传输;GPS天线1采用稳定性好,接收能力强的共轭天线,GPS天线1将采集的数据通过网桥设备箱2内置网桥2-1与监控主机4进行数据通信。
GPS基站3由基站天线、接收装置、网桥组成,通过通信电缆与监控主机4连接进行数据通信;基站天线要设置在高度1.5米以上的监测墩上,监测墩采用钢筋混凝土结构制作。监控主机4接收到GPS基站3及GPS天线1传来的数据后,采用自编专门的计算软件对数据进行计算,基本原理如下:
GPS定位是根据测量中的距离交会定点原理实现的。在待测点Q设置GPS基站3,在某一时刻kt同时接收到3颗(或3颗以上)卫星1S、2S、3S所发出的信号。通过数据处理和计算,可求得该时刻GPS基站3天线中心(测站点)至卫星的距离1ρ、2ρ、3ρ。根据卫星星历可查到该时刻3颗卫星的三维坐标(Xj,Yj,Zj),j=1,2,3,从而由下式解算出Q点的三维坐标(X,Y,Z):
将两台或两台以上GPS基站3分别安置在不同的待测点上,通过同步观测卫星信号,确定待测点的相对位置,成为相对定位。
对于GPS天线1接收的信号,采用载波相位测量定位测量技术,对信号进行解算,进行对接收机钟差、卫星钟差、卫星轨道误差、多路径效应、电离层误差、对流层误差进行改正,并通过最小二乘原理或者卡拉曼滤波算法对数据进行实时或者后处理的解算,最终得出不同时间段的观测点位的三维坐标。以其中某一时刻接收机钟差可视为常数,多路径效应是随机误差,电离层和对流层均可以根据前期观测值总结出其随时间变化的模型,进行对观测数据进行改正。这样就可以得到定位误差在毫米级的观测精度,并可实施24小时不间断监测及预警。监控主机4可以预置水位变化值及变化幅度,通过计算对比,对于超过一定幅度的地下水位值及变化幅度通过GSM自动短信报警器5进行预警。
如图2所示,网桥设备箱2采用不锈钢制作,并在箱盖2-5上安装锁具以防破坏;箱内安装有网桥2-1及不间断电源2-2,在箱的顶部安装有避雷针2-3及天线2-4;网桥2-1安装在不间断电源2-2的上部,采用电线与不间断电源2-2电连接,不间断电源2-2对网桥2-1进行不间断供电;避雷针2-3设置在天线2-4的左侧,天线2-4与网桥2-1采用电缆线连接。
监控主机4接收到GPS基站3及GPS天线1传来的数据后,采用专门的计算软件对数据进行计算,计算软件可以预置水位变化值及变化幅度,计算软件通过计算对比,对于超过一定幅度的地下水位值及变化幅度通过GSM自动短信报警器5进行预警。
本实用新型提供的地下水位预警装置,测试灵敏,安全实用,稳定可靠,操作简单,提高了地下水位监测预警的智能化程度,得到定位误差可控制在毫米级,并可对地下水位进行24小时全天候监测及预警;GPS天线1采用共轭天线,具有稳定性好、可靠性高、抗干扰能力强的优点,能不间断接收GPS卫星数据;由于全过程为智能化数据采集及监控主机4程序计算,减少了人为因素的干扰,提高了测试效果计算准确度,计算准确度100%;预置地下水位监测变化值及变化幅度,监控主机4通过计算对比,对于超过一定幅度的地下水位值及变化幅度通过GSM自动短信报警器5进行预警,可按不同级别对不同人员进行预警,这是对采用常规监测及预警反应迟缓问题的极大改善,可提高监测工作效率10倍以上。
本实用新型实施例提供的地下水位监测预警装置,包括:GPS天线1、网桥设备箱2、GPS基站3、监控主机4、GSM自动短信报警器5,GPS天线1通过通信电缆与网桥设备箱2相连接,网桥设备箱2通过通信电缆与监控主机4相连接,GPS基站3通过通信电缆与监控主机4相连接,监控主机4通过通信电缆与GSM自动短信报警器5相连接;GPS基站3通过通信电缆将采集到的卫星信号传输至监控主机4,监控主机4通过采用载波相位测量定位测量技术,对卫星信号进行解算及相应的观测数据改正,可得到定位误差在毫米级的地下水位观测精度,地下水位观测值如预置变化值及变化幅度,监控主机4通过计算对比,对于超过一定幅度的地下水位值及变化幅度通过GSM自动短信报警器5进行预警,可实施24小时不间断监测及预警,监测精度高,人力物力投入小,可进行连续不间断地监测,智能化程度高,省时省力,结构简单,安装使用方便,工作效率高。
以上所述仅是对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,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种地下水位监测预警装置,其特征在于,该地下水位监测预警装置包括:GPS天线、网桥设备箱、GPS基站、监控主机、GSM自动短信报警器,所述GPS天线通过通信电缆与所述网桥设备箱相连接,所述网桥设备箱通过通信电缆与所述监控主机相连接,所述GPS基站通过通信电缆与所述监控主机相连接,所述监控主机通过通信电缆与所述GSM自动短信报警器相连接。
2.如权利要求1所述的地下水位监测预警装置,其特征在于,所述GPS天线采用共轭天线。
3.如权利要求1所述的地下水位监测预警装置,其特征在于,所述GPS基站包括:基站天线、接收装置、网桥,并与监控主机进行数据通信;所述基站天线安装在固定的监测墩上,所述基站天线与所述接收装置相连接,所述接收装置与所述网桥相连接。
4.如权利要求3所述的地下水位监测预警装置,其特征在于,所述基站天线采用共轭天线。
5.如权利要求1所述的地下水位监测预警装置,其特征在于,所述网桥设备箱内安装有网桥及不间断电源,在网桥设备箱的顶部安装有避雷针及天线,所述网桥安装在所述不间断不间断电源的上部,并通过电线与所述不间断电源连接,所述避雷针设置在所述天线的左侧,所述天线与所述网桥采用电缆线连接,所述网桥设备箱的箱盖上安装有锁具。
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