南方变形监测系统SMOS解决方案

1、不得用于商业用途不得用于商业用途南方测绘变形监测系统（SMOS）解决方案一、引言Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse变形监测是为了监视变形体点位移动状况而进行的长期、重复的测量工作，其关键在于提取变形敏感部位和各观测周期的变形点的形变信息，并对提取的变形信息进行分析、解释，按照一定的数学模型进行合理的预测及预警。GPS测量技术用于生产作业，其作业模式从静态测量，快速静态测量，后处理高精度动态测量，发展到动态初始化（OTF）厘米级实时RTK测量作业。目前厘米级实时RTK技术以其高效、可靠和适用性强等诸多优点已被用户所接受

2、，并广泛应用于各种测绘生产作业中。RTK技术优势主要体现在以下几点：野外可实时获得最终坐标，野外质量控制，室内工作量少，野外生产效率高，精度（l-2cm）,用途广，如：放样，公路施工，机械引导等等。在科学技术飞速发展的今天，GPS卫星定位和导航技术与现代通信技术、计算机技术相结合，在空间定位技术方面引起了革命性的变化，大大拓宽了它的应用范围。而在变形监测领域，在过去很长的一段时间里使用常规光学和电子测量仪器进行监测的方法占据着主导地位。由与GPS测量具有高精度的三维定位能力，与传统方法相比较，应用GPS不仅具有精度高、速度快、操作简便等优点，而且利用GPS卫星定位和导航技术、现代通讯技术、计算

3、机技术及数据处理与分析技术进行集成，可实现对变形体进行全自动化、实时监测。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse南方测绘多年以来致力于GPS技术的研发及GPS接收机的生产，已发展为行业的领导者。在系统集成方面也是硕果累累，宜昌NRS系统的成功应用打响了CORS系统国产化的第一枪，而后南方NRS系统以其稳定的性能、高性价比为不同精度要求的用户提供了便利的定位和导航服务。如今南方测绘已经在全国范围内建了超过500个CORS基站，NRS技术也已经被批准列入国家“863计划”作为CORS系统的发展应用的热点，南方测绘研发出了GP

4、S变形监测系统SMOS（SOUTHMonitorSystem）。解决方案先从硬件结构上介绍南方变形监测系统，然后详细介绍南方最新变形监测系统软件SMOS，最后就我们以往实施的项目中总结的经验给出一些建议和展望。二、南方测绘变形监测系统（SMOS）结构1、系统结构总体介绍南方变形监测系统由四个子系统组成：前端数据采集子系统、数据传输子系统（数据通讯）、数据处理分析及管理子系统（控制中心），辅助支持子系统。四个子系统形成一个有机的整体，前端数据采集子系统跟踪GPS卫星并实时采集数据，数据由数据通讯网络传输至控制中心，控制中心软件对数据处理并分析，实时监测变形体的位移情况。系统整体拓扑如下：图1监测

5、系统整体拓扑图2、各子系统介绍（1）前端数据采集子系统前端数据采集子系统由GPS接收机及天线、馈线、电源等组成。GPS接收机采用高精度进口主板，同时采用大地形扼流圈天线，其能够有效抑制多路径效应的影响，结合不妥协的稳定的相位中心（小于0.8MM）且可以抑制射频干扰使系统更可靠。（2）数据传输子系统数据传输子系统：数据传输是整个系统的大动脉，只有数据畅通稳定的传输才能够保证系统的正常运行，保证数据解算的精度。数据传输的方式可以分为两类：（1）有线通讯有线通讯目前有多种接入技术。从数据传输稳定性、成本、维护等角度考虑，使用光缆作为媒介无疑是最理想的。使用光纤作为监测系统数据传输的介质，既能有效保证

6、数据采集端与控制中心数据通信的带宽和质量，又能为系统拓展提供充足的带宽储备，还能方便监测系统组网。带宽宽，传输距离较远，传输速度不受距离的限制，传输介质物理性能稳定，不受电磁干扰，因此光缆在监测工程项目中得到广泛的应用。无线通讯无线通讯我们最常用的有无线微波通讯技术，GPRS/CDMA,ZigBee等。根据监测点到控制中心的距离及传输的数据量选择适当的无线传输方式。一般的监测点的分布范围从几百米到几公里远，微波通讯技术从性能、带宽、传输距离是比较适用于监测系统的。而GPRS/CDMA和现在发展得如火如荼的3G通信技术，由于其传输不受视距及距离因素影响而倍受亲睐。但其依赖于信号基站，因此在偏僻山

7、区并不适用。接收机提供了RS232、TCP/IP多种协议数据接，方便选择不同的通讯设备。可以根据现场情况确定最佳的通讯方式。数据处理与控制子系统：由监控中心的服务器系统及监测软件、SQLSever2005等组成。变形监测系统整个体系是以数据处理与控制子系统为中心节点的星型网络。各监测站作为系统网络的子节点。应该说控制中心是整个系统的心脏，它的结构与性能也会直接影响整个系统的运行与可靠性。辅助支持系统：包括外场机柜、外场机箱、配电箱及UPS、防雷和远程电源监控、报警装置等组成。辅助支持子系统是整个监测系统中不可或缺的重要组成部分，外场机柜、仪器保护箱等对安装在野外的设备起到防水、防尘、防盗等作用

8、。UPS保证了系统运行的连续性，稳定性。防雷设备也起到至关重要的作用，一般的设备安装在野外，雷击对电源电路，GPS接收机内部电路，通讯电路等破坏比较严重，雷雨过后需要更换大量的电源板，通讯模块等，因此防雷设备是非常重要的。三、南方变形监测系统软件SMOSSMOS软件是南方测绘在VisualC+环境下编写的高精度变形监测系统软件,软件实现了数据处理、地图表现、数据库建立、图形管理和成果输出功能。软件系统软件技术实现构架图如下：用户合法？用户合法？变形分析-1数据库管理图形表现图、监测成果表、过程线、报表等106/02201018:14:34远程主机QP-19206/02201018:14:34远

9、程主机（IP19206/0220101814:37远程主机CEP19206/0220101814:40远程主机aF192系歩信耳X测站信息/168.1168.1168.1168.1168.1133:3001）连接上测站监测点03端口3001,关闭SOCKET:896137:7008）连接上测站监测点07编口：7008,关闭SOCKET:1072139:9001）连接上测站监测点09端口9001,关闭SOCKET:1084134:4001）连接上测站监测点04端口:4001,关闭SOCKET:864132:2001）连接上测站监测点02喘口2001,关闭SOCKET:1152168.1.120:

10、4866）连接上测站基站01端口:6888,关闭SOCKET844168.1.90:2289）连接上测站基站02端口：2201,关闭SOCKET:824图4SMOS主界面H|测站详情二卫星视图、信噪比视图、卫星信息列表、位移AS移星視图/W(V)i(A)工具CD耕助”冋ig|4&益叵 HYPERLINK :6088/ :6088/窈A紆(Q百度E令36陛全汎览器百科+ffShouYunMineMonitor.田!4XShouYunMineMonitorGPSObservationStationStationNameSerialiPortStatusReceiveCountGPSStatusSa

11、t.GPSTimeOnlineTime60016001NROV060036003NROV060046004NROV060056005NROV060066006NROV060076007NROV060086008NROV060096009NROV060116011NBASE060126012NBASE0Total:10图5WEB数据发布方便用户查询数据,数据库采用安全可靠的MSSQL2005,实时保存解算成果，方便用户查询数据,并具有用户权限管理。只有最高权限用户方可对数据进编辑及修改。/阳S)100%回完毕SMOS可以查看各个天线实时的卫星情况，信噪比示意图等。图7卫星分布图图8信噪比强度图四

12、、结论和建议实际工程中为保证GPS测量的正常进行和定位精度，一般监测点的点位选择自由度较低，从我们实施过的项目中发现，某些关键部位的监测点卫星遮挡情况比较严重，导致锁定卫星数目不足或者数据受到干扰等不良影响，而这些点又在关键部位是不得不进行监测的。鉴于以上情况，我们可以选择双星系统(GPS+GLONASS)的接收机进行监测，它有效解决了GPS在遮挡情况比较严重的情况下观测卫星较少，每颗卫星连续的时间短，导致经常会出现整周模糊度无法固定的情况。加入GLONASS卫星数据后，卫星数增加，几何图形改善，因而定位精度也有所提高。同时为了增强系统的可靠性，建议建立两个参考站。南方变形监测系统软件SMOS

13、支持多个参考站，进行双重检核。如果其中一个参考站出现通讯故障，另外一个参考站可作为备份对任何基线组合进行处理。在中心服务器上安装NRS系列软件，在服务器可以接入互联网的条件下，基站可以为移动终端提供差分服务。南方测绘变形监测系统适用于大桥、水库大坝、高层建筑物、崩塌滑坡等需要进行建构健康监测及可能造成重大损失和人员伤亡的形变体。由于其全天候工作、自动化观测，数据的采集、传输、处理(包括分析、管理)无需人为干预、成果精度可靠、超限自动报警，因此具有传统监测方法无法比拟的优势。变形监测系统作为相关管理部门灾害预警系统的一个分支，其监测成果为领导人做出正确决策提供有力依据，同时提高管理部门处理突发事件的能力，为减轻灾害对人民生命和财产安全造成的重大损失有着重要的意义。仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.NurfurdenpersnlichenfurStudien,Forschung,zuko