CN215910645U - 移动定位终端、形变监测终端和矿山地质监测系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种移动定位终端、形变监测终端和矿山地质监测系统，涉及矿山地质监测技术领域，能够解决采用现有的北斗常规定位技术进行定位监测时容易出现定位飘移和断点的现象，造成定位误差较大的问题。具体技术方案为：矿山地质监测系统包括至少一个移动定位终端、至少一个形变监测设备、5G基站和监控中心；移动定位终端包括第一处理器、第一5G通信模块、第一北斗定位板卡和第一电源模块；第一5G通信模块和第一北斗定位板卡分别与第一处理器连接，第一电源模块分别与第一处理器、第一5G通信模块和第一北斗定位板卡连接。本公开用于矿山地质监测。

Description

移动定位终端、形变监测终端和矿山地质监测系统

技术领域

本公开涉及矿山地质监测技术领域，尤其涉及移动定位终端、形变监测终端和矿山地质监测系统。

背景技术

北斗卫星导航系统(简称北斗系统)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。

随着北斗系统建设和服务能力的发展，其在矿山安全监测方面得到了重要的应用。目前，在矿山安全监测方面，对工作区域的车辆位置信息、人员位置信息以及地形地貌的形变信息的监测，主要是利用北斗的常规定位技术，通过北斗卫星实现定位跟踪，在车辆或人员移动过程中，容易出现定位飘移和断点的现象，误差较大。

实用新型内容

本公开实施例提供一种移动定位终端、形变监测终端和矿山地质监测系统，能够解决采用现有的北斗常规定位技术进行定位监测时容易出现定位飘移和断点的现象，造成定位误差较大的问题。所述技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供一种移动定位终端，该移动定位终端包括第一处理器、第一5G通信模块、第一北斗定位板卡和第一电源模块；

所述第一5G通信模块和所述第一北斗定位板卡分别与所述第一处理器连接，所述第一电源模块分别与所述第一处理器、所述第一5G通信模块和所述第一北斗定位板卡连接。

本实施例提供的移动定位终端，将5G通信与北斗定位相结合，能够利用北斗定位板卡实现对移动定位终端的高精度定位，并通过5G通信模块实现定位数据的海量、高速传输，确保了各类数据的实时上报和高精度时空信息的实时更新，避免了定位飘移和断点现象的出现，从而保障了所监测数据的安全性和可靠性。

在一个实施例中，所述第一北斗定位板卡连接有卫星导航天线。

在一个实施例中，所述第一电源模块通过USB供电，或通过电源连接器外接电源供电。

在一个实施例中，该移动定位终端还包括分别与所述第一处理器连接的对外接口电路和存储器模块。

在一个实施例中，该移动定位终端还包括与所述第一处理器连接的人机交互装置，所述人机交互装置包括触摸屏、显示器和按键中的至少之一。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种形变监测设备，包括基准站和至少一个测量站，所述基准站和所述至少一个测量站构成实时动态载波相位差分RTK结构；

所述基准站包括第二电源模块、第二处理器以及分别与所述第二处理器连接的第二5G通信模块和第二北斗定位板卡，所述第二电源模块分别与所述第二处理器、所述第二5G通信模块和所述第二北斗定位板卡连接；

所述测量站包括第三电源模块、第三处理器以及分别与所述第三处理器连接的第三5G通信模块和第三北斗定位板卡，所述第三电源模块分别与所述第三处理器、所述第三5G通信模块和所述第三北斗定位板卡连接。

本实施例提供的形变监测设备，包括基准站和至少一个测量站，基准站和测量站采用RTK结构以实现矿山地貌环境的监测；基准站和测量站中均包括5G通信模块和北斗定位板卡，北斗定位板卡作为定位装置，能够实现高精度定位，5G通信模块作为形变监测设备的数据传输通道，能到实现数据的海量、高速传输，通过将5G通信和北斗定位相结合，确保了各类数据的实时上报和高精度时空信息的实时更新，避免了定位飘移和断点现象的出现，从而保障了所监测数据的安全性和可靠性。

在一个实施例中，所述第二北斗定位板卡和所述第三北斗定位板卡分别连接有卫星导航天线。

在一个实施例中，所述基准站还包括与所述第二处理器连接的第一指示灯；

和/或，所述测量站还包括与所述第三处理器连接的第二指示灯。

本实施例中，通过在基准站和/或测量站设置指示灯，能够提供工作状态指示和/或异常提醒等。

根据本公开的第三方面，提供一种矿山地质监测系统，包括至少一个如上任一实施例所述的移动定位终端、至少一个如上任一实施例所述的形变监测设备、5G基站和监控中心；

所述移动定位终端和所述形变监测设备分别通过所述5G基站与所述监控中心通信连接，所述移动定位终端通过所述第一北斗定位板卡与北斗卫星通信连接，所述形变监测设备通过所述第二北斗定位板卡和所述第三北斗定位板卡与所述北斗卫星通信连接。

本实施例提供的矿山地质监测系统，北斗定位板卡作为定位装置，能够实现高精度定位，5G通信模块作为数据传输通道，能够实现数据的海量、高速传输，通过将5G通信和北斗定位相结合，使5G通信和北斗相互赋能，确保了各类数据的实时上报和高精度时空信息的实时更新，避免了定位飘移和断点现象的出现，从而保障了所监测数据的安全性和可靠性。

在一个实施例中，所述监控中心包括监测数据处理器以及分别与所述监测数据处理器连接的第四5G通信模块、信息输入设备和信息输出设备。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开实施例提供的一种移动定位终端的结构示意图一；

图2是本公开实施例提供的一种移动定位终端的结构示意图二；

图3是本公开实施例提供的一种移动定位终端的结构示意图三；

图4是本公开实施例提供的一种移动定位终端的结构示意图四；

图5是本公开实施例提供的一种形变监测设备的结构示意图一；

图6是本公开实施例提供的一种形变监测设备的结构示意图二；

图7是本公开实施例提供的一种矿山地质监测系统的结构示意图一；

图8是本公开实施例提供的一种矿山地质监测系统的结构示意图二；

图9是本公开实施例提供的矿山地质监测系统的一种应用场景示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。本公开为对象所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

北斗系统具有高精准定位、短报文通信、授时等功能，是实现精准可信时空位置公共服务的基础设施。5G通信技术具有高带宽、高速度、大容量、低时延、低功耗、万物互联的特点，是当前最新的移动通信技术。北斗系统与5G通信技术具有天然通导、一体融合的倾向，将两者相互结合能够相互赋能、彼此增强。具体的，一方面，利用北斗系统赋能5G通信，能够获得感知、认知时空位置的功能，使5G移动网络的所有信息不仅能从生成开始就有出生证明，也即具有发出信息的时空位置，而且具有进入5G移动网络后各节点活动及驻留的轨迹档案；这不仅使网络更安全，而且使网络具有了物理空间的时空属性。另一方面，利用5G通信赋能北斗系统，能够高速、稳定、可靠、大容量地传送北斗地基增强时空位置修正信号，增强北斗定位精度。

基于此，本公开实施例将5G通信与北斗系统相结合，针对矿山安全监测，对矿山人员位置信息管理、重要型设备管理、物流车辆管理、矿山环境监测等所用到的设备的结构进行改进，在设备中同时设置5G通信模块和北斗定位板卡，将北斗定位板卡作为设备的定位装置实现高精度定位，将5G通信模块作为整个设备的数据传输通道实现数据的海量、高速传输，通过5G通信模块和北斗定位板卡的相互赋能，确保各类数据的实时上报和高精度时空信息的实时更新，从而避免定位飘移和断点现象的出现，保障数据的安全可靠。

本公开实施例提供一种移动定位终端，该移动定位终端比如可以是矿山人员的手持终端、矿山物流车辆的车载终端等可移动的终端。如图1所示，该移动定位终端10包括第一处理器101、第一5G通信模块102、第一北斗定位板卡103和第一电源模块104；

其中，第一5G通信模块102和第一北斗定位板卡103分别与第一处理器101连接，第一电源模块104分别与第一处理器101、第一5G通信模块102和第一北斗定位板卡103连接。

第一北斗定位板卡103中可以集成射频模块，通过射频模块接收卫星信号，然后将该卫星信号传输给第一处理器101；或者，第一北斗定位板卡103也可以通过外接卫星导航天线105来接收卫星信号，其结构示意图可参见图2。

第一处理器101是移动定位终端10的核心控制和处理单元，接收第一北斗定位板卡103传输的原始数据，并对该原始数据进行实时解算得到定位信息，然后控制第一5G通信模块将该定位信息实时传输至后台监控中心，实现对移动定位终端10的实时监控和管理。

第一电源模块104用于对第一处理器101、第一5G通信模块102和第一北斗定位板卡103提供工作电压，保证各模块的正常工作，其中的工作电压通常为5V。具体的，第一电源模块104可以通过USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)供电，或通过电源连接器外接电源供电，其中的电源连接器比如可以是DF13C连接器。

在一个实施例中，如图3所示，该移动定位终端10还包括分别与第一处理器101连接的对外接口电路106和存储器模块107。其中，对外接口电路106用于连接外部设备，比如连接蓝牙、电台设备、音箱等。存储器模块107用于存储数据，包括第一处理器101对各信息进行处理过程中的临时数据和/或处理结果数据。

在一个实施例中，如图4所示，该移动定位终端10还包括与第一处理器101连接的人机交互装置108，该人机交互装置108包括触摸屏、显示器和按键中的至少之一。

本公开实施例提供的移动定位终端，将5G通信与北斗定位相结合，能够利用北斗定位板卡实现对移动定位终端的高精度定位，并通过5G通信模块实现定位数据的海量、高速传输，确保了各类数据的实时上报和高精度时空信息的实时更新，避免了定位飘移和断点现象的出现，从而保障了所监测数据的安全性和可靠性。

基于同样的发明构思，本公开实施例还提供一种形变监测设备，用于监测矿山区域的塌陷沉降、边坡、井架等地貌环境。如图5所示，该形变监测设备50包括基准站501和至少一个测量站502，基准站501和至少一个测量站502构成RTK(Real-time kinematic，实时动态载波相位差分)结构；在进行矿山区域地貌环境的监测时，基准站501作为基准部署在矿山区域的固定点，测量站502部署在需要进行地貌环境监测的区域位置。

其中，基准站501包括第二电源模块5011、第二处理器5012以及分别与第二处理器5012连接的第二5G通信模块5013和第二北斗定位板卡5014，第二电源模块5011分别与第二处理器5012、第二5G通信模块5013和第二北斗定位板卡5014连接；

测量站502包括第三电源模块5021、第三处理器5022以及分别与第三处理器5022连接的第三5G通信模块5023和第三北斗定位板卡5024，第三电源模块5021分别与第三处理器5022、第三5G通信模块5023和第三北斗定位板卡5024连接。

与上述各实施例对应的移动定位终端10相类似，第二北斗定位板卡5014和第三北斗定位板卡5024中可以集成射频模块或外接卫星导航天线，通过射频模块或外接卫星导航天线来接收卫星信号，然后将接收的卫星信号传输给对应的第二处理器5012和第三处理器5022。

第二处理器5012接收第二北斗定位板卡5014传输的原始数据，并对该原始数据进行实时解算得到基准位置信息，然后控制第二5G通信模块5013将该基准位置信息实时传输至后台监控中心；第三处理器5022接收第三北斗定位板卡5024传输的原始数据，并对该该原始数据进行实时解算得到测量点地形地貌的形变信息，然后控制第三5G通信模块5023将该形变信息实时传输至后台监控中心；通过后台监控中心对基准位置信息和形变信息的分析，实现对矿山区域地形地貌形变的长期监测。

第二电源模块5011用于对第二处理器5012、第二5G通信模块5013和第二北斗定位板卡5014提供工作电压，保证各模块的正常工作；第三电源模块5021用于对第三处理器5022、第三5G通信模块5023和第三北斗定位板卡5024提供工作电压，保证各模块的正常工作；其中的工作电压通常为5V。

在一种实施例中，基准站501和测量站502之间可以通过第二5G通信模块5013和第三5G通信模块5023进行通信。

在一个实施例中，如图6所示，基准站501还包括与第二处理器5012连接的第一指示灯5015；和/或，测量站502还包括与第三处理器5022连接的第二指示灯5025。通过在基准站501和/或测量站502设置指示灯，能够提供基准站501和/或测量站502的工作状态指示和/或异常提醒等。

其中，第一指示灯5015和第二指示灯5025可以是一个或多个，例如，设置多个第一指示灯5015，每个第一指示灯5015对应一种提示功能。

在一个实施例中，基准站501还包括分别与第二处理器5012连接的对外接口电路和存储器模块，和/或测量站502还包括分别与第三处理器5022连接的对外接口电路和存储器模块。

本公开实施例提供的形变监测设备，包括基准站和至少一个测量站，基准站和测量站采用RTK结构以实现矿山地貌环境的监测；基准站和测量站中均包括5G通信模块和北斗定位板卡，北斗定位板卡作为定位装置，能够实现高精度定位，5G通信模块作为形变监测设备的数据传输通道，能到实现数据的海量、高速传输，通过将5G通信和北斗定位相结合，确保了各类数据的实时上报和高精度时空信息的实时更新，避免了定位飘移和断点现象的出现，从而保障了所监测数据的安全性和可靠性。

基于同样的发明构思，本公开实施例还提供一种矿山地质监测系统，如图7所示，该矿山地质监测系统包括至少一个如上实施例所述的移动定位终端10、至少一个如上实施例所述的形变监测设备50、5G基站20和监控中心30；

其中，移动定位终端10和形变监测设备50分别通过5G基站20与监控中心30通信连接，移动定位终端10通过第一北斗定位板卡103与北斗卫星通信连接，形变监测设备50通过第二北斗定位板卡5014和第三北斗定位板卡5024与北斗卫星通信连接。

在一个实施例中，如图8所示，监控中心30可以包括监测数据处理器301以及分别与监测数据处理器301连接的第四5G通信模块302、信息输入设备303和信息输出设备304。

其中，第四5G通信模块302用于接收移动定位终端10和形变监测设备50分别通过5G基站实时发送的数据，并将接收的数据传输至监测数据处理器301，监测数据处理器301对接收的数据进行分析处理，实现对矿山区域人员位置、物流车辆位置、重要型设备、地形地貌等的实时监测。

信息输入设备303可以包括键盘、鼠标、语音识别设备等其中的至少一个，用于检测用户的输入操作，以便实现用户对移动定位终端10和形变监测设备50的远程控制，以及对监控中心30的操控。

信息输出设备304可以包括显示屏、打印机、指示灯等其中的至少一个，用于输出监测结果、设备的工作状态信息、异常报警信息等。

如图9所示，是本公开实施例提供的矿山地质监测系统的一种应用场景示意图，矿山工作区域内的工作人员携带移动定位终端10，在物流车、挖掘机、人员输送车等车辆上将移动定位终端10部署为车载定位终端，在矿山工作区域部署5G基站20，在矿山工作区域预设固定位置部署形变监测设备50的基准站501，在各监测点部署形变监测设备50的测量站502。

移动定位终端10基于北斗卫星的精准时空定位技术，可以与惯导相结合，获取当前所在位置的位置信息，基于5G基站20，通过5G通信模块将得到的位置信息实时传输给监控中心30。形变监测设备50基于北斗卫星的精准时空定位技术，推算出被监测区域的三维坐标，并与基准站501的初始坐标进行对比而获得测量站502所监测的监测点的变化量，实现对矿山工作区域地形地貌的形变进行长期监测，并基于5G基站20，通过5G通信模块将监测数据实时传输至监控中心30。监控中心30对移动定位终端10和形变监测设备50回传的数据进行分析，比如进行冲击地压、矿震、人员定位、车辆定位等分析，进而可以根据分析结果和预先设定的预警值进行报警，做到早期预防，进一步降低事故的发生风险。

此外，通过北斗卫星的精准时空定位技术，可实现厘米级误差的电子围栏区域管控，并对管控区域内产生的数据进行空间和时间双维度的标签化管理，既能防止数据的外泄，也能对数据进行精准追溯。

本公开实施例提供的矿山地质监测系统，移动定位终端和形变监测设备中的北斗定位板卡作为定位装置，能够实现监测点的高精度定位，5G通信模块作为数据传输通道，能够实现数据的海量、高速传输，通过将5G通信和北斗定位相结合，使5G通信和北斗相互赋能，确保了各类数据的实时上报和高精度时空信息的实时更新，避免了定位飘移和断点现象的出现，从而保障了所监测数据的安全性和可靠性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种移动定位终端，其特征在于，包括第一处理器、第一5G通信模块、第一北斗定位板卡和第一电源模块；

所述第一5G通信模块和所述第一北斗定位板卡分别与所述第一处理器连接，所述第一电源模块分别与所述第一处理器、所述第一5G通信模块和所述第一北斗定位板卡连接。

2.根据权利要求1所述的移动定位终端，其特征在于，所述第一北斗定位板卡连接有卫星导航天线。

3.根据权利要求1所述的移动定位终端，其特征在于，所述第一电源模块通过USB供电，或通过电源连接器外接电源供电。

4.根据权利要求1所述的移动定位终端，其特征在于，还包括分别与所述第一处理器连接的对外接口电路和存储器模块。

5.根据权利要求1所述的移动定位终端，其特征在于，还包括与所述第一处理器连接的人机交互装置，所述人机交互装置包括触摸屏、显示器和按键中的至少之一。

6.一种形变监测设备，其特征在于，包括基准站和至少一个测量站，所述基准站和所述至少一个测量站构成实时动态载波相位差分RTK结构；

所述基准站包括第二电源模块、第二处理器以及分别与所述第二处理器连接的第二5G通信模块和第二北斗定位板卡，所述第二电源模块分别与所述第二处理器、所述第二5G通信模块和所述第二北斗定位板卡连接；

所述测量站包括第三电源模块、第三处理器以及分别与所述第三处理器连接的第三5G通信模块和第三北斗定位板卡，所述第三电源模块分别与所述第三处理器、所述第三5G通信模块和所述第三北斗定位板卡连接。

7.根据权利要求6所述的形变监测设备，其特征在于，所述第二北斗定位板卡和所述第三北斗定位板卡分别连接有卫星导航天线。

8.根据权利要求6所述的形变监测设备，其特征在于，所述基准站还包括与所述第二处理器连接的第一指示灯；

和/或，所述测量站还包括与所述第三处理器连接的第二指示灯。

9.一种矿山地质监测系统，其特征在于，包括至少一个如权利要求1至5中任一项所述的移动定位终端、至少一个如权利要求6至8中任一项所述的形变监测设备、5G基站和监控中心；

所述移动定位终端和所述形变监测设备分别通过所述5G基站与所述监控中心通信连接，所述移动定位终端通过所述第一北斗定位板卡与北斗卫星通信连接，所述形变监测设备通过所述第二北斗定位板卡和所述第三北斗定位板卡与所述北斗卫星通信连接。

10.根据权利要求9所述的矿山地质监测系统，其特征在于，所述监控中心包括监测数据处理器以及分别与所述监测数据处理器连接的第四5G通信模块、信息输入设备和信息输出设备。

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