GNSS 位移監(jiān)測站能夠成為工程安全與地質(zhì)災(zāi)害防控的 “千里眼”,背后離不開衛(wèi)星定位、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的深度融合支撐。恒測環(huán)境科技深耕監(jiān)測領(lǐng)域多年,對 GNSS 位移監(jiān)測站的核心技術(shù)進(jìn)行針對性優(yōu)化,圍繞 “精準(zhǔn)定位、穩(wěn)定傳輸、長效運(yùn)行、智能分析” 構(gòu)建完整技術(shù)體系,確保設(shè)備在山區(qū)、礦區(qū)、城市工地等復(fù)雜場景下實現(xiàn)可靠的位移監(jiān)測,為安全決策提供科學(xué)依據(jù)。

GNSS 位移監(jiān)測站的核心價值在于精準(zhǔn)采集位移數(shù)據(jù),而定位模塊是實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。恒測環(huán)境科技并未采用通用化的 GNSS 定位模塊,而是針對不同應(yīng)用場景的需求,對定位技術(shù)進(jìn)行定制化優(yōu)化:首先實現(xiàn)多衛(wèi)星系統(tǒng)兼容,支持北斗、GPS、GLONASS 等全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號接收,在城市高樓遮擋、山區(qū)多路徑效應(yīng)的復(fù)雜環(huán)境下,通過融合多系統(tǒng)信號提升定位穩(wěn)定性,減少信號遮擋帶來的定位誤差;其次優(yōu)化抗干擾算法,針對礦區(qū)電磁干擾、工地高頻振動等場景,內(nèi)置抗干擾模塊過濾噪聲信號,同時采用載波相位差分技術(shù)(RTK),將定位精度提升至毫米級,能夠捕捉到邊坡、基坑的微小位移變化,為災(zāi)害預(yù)警提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐。
為進(jìn)一步提升定位可靠性,恒測環(huán)境科技為定位模塊配備了多天線組合設(shè)計,通過主輔天線協(xié)同工作,消除設(shè)備傾斜、振動帶來的定位偏差;同時內(nèi)置動態(tài)定位算法,針對基坑開挖、邊坡滑動等動態(tài)位移場景,優(yōu)化數(shù)據(jù)解算速度,確保實時捕捉位移變化趨勢。例如在山區(qū)邊坡監(jiān)測中,多路徑效應(yīng)易導(dǎo)致傳統(tǒng)設(shè)備定位數(shù)據(jù)波動,而恒測的 GNSS 位移監(jiān)測站通過抗干擾算法與多系統(tǒng)融合,能夠穩(wěn)定輸出位移數(shù)據(jù),即使在暴雨、大霧等惡劣天氣下,定位精度也能保持在穩(wěn)定范圍,為預(yù)警決策提供可靠依據(jù)。
實時監(jiān)測的核心在于數(shù)據(jù)的及時傳輸,恒測環(huán)境科技針對不同場景的網(wǎng)絡(luò)條件,為 GNSS 位移監(jiān)測站設(shè)計了多模式通信模塊,確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與連續(xù)性。在城市工地、交通沿線等網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋良好的場景,設(shè)備優(yōu)先采用 4G/5G 通信模式,傳輸速率快、延遲低,能夠?qū)崿F(xiàn)秒級數(shù)據(jù)上傳,滿足基坑施工等對實時性要求高的場景;在山區(qū)、礦區(qū)等網(wǎng)絡(luò)信號薄弱區(qū)域,自動切換至 LoRa 或北斗短報文通信模式,LoRa 模式利用遠(yuǎn)距離傳輸特性,通過布設(shè)中繼站實現(xiàn)數(shù)據(jù)組網(wǎng)傳輸,北斗短報文模式則直接借助衛(wèi)星實現(xiàn)數(shù)據(jù)回傳,無需依賴地面基站,解決了偏遠(yuǎn)地區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸難題。
為保障數(shù)據(jù)安全與完整性,恒測環(huán)境科技在傳輸環(huán)節(jié)設(shè)置了多重防護(hù)措施:采集的位移數(shù)據(jù)先經(jīng)過本地加密處理,再通過專用通信協(xié)議上傳至云端平臺,避免數(shù)據(jù)在傳輸過程中被篡改或竊取;設(shè)備具備斷網(wǎng)緩存功能,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中斷時,數(shù)據(jù)自動存儲在本地大容量存儲器中,待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后自動補(bǔ)傳,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的連續(xù)性,不會因網(wǎng)絡(luò)波動出現(xiàn)數(shù)據(jù)斷層。這一設(shè)計在山區(qū)邊坡監(jiān)測中發(fā)揮了重要作用,即使遭遇特殊天氣導(dǎo)致基站中斷,設(shè)備仍能持續(xù)存儲數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后完整上傳,保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)的完整性。
GNSS 位移監(jiān)測站多部署在戶外復(fù)雜環(huán)境,供電穩(wěn)定性與設(shè)備防護(hù)能力直接決定其運(yùn)行壽命。恒測環(huán)境科技采用 “太陽能 + 鋰電池 + 市電” 的多模式供電方案,兼顧供電穩(wěn)定性與續(xù)航能力:在有市電接入的城市工地,直接通過市電供電,并為鋰電池充電;在無市電的山區(qū)、礦區(qū),依靠高效單晶硅太陽能板將光能轉(zhuǎn)化為電能,存儲至工業(yè)級鋰電池中為設(shè)備供電,鋰電池容量滿足連續(xù)陰雨天的運(yùn)行需求;同時內(nèi)置智能電源管理系統(tǒng),根據(jù)供電情況自動調(diào)節(jié)功耗,在太陽能不足時降低非核心功能功耗,優(yōu)先保障定位與傳輸功能運(yùn)行,進(jìn)一步延長續(xù)航時間。
防護(hù)設(shè)計是設(shè)備適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)。恒測環(huán)境科技對設(shè)備外殼采用高強(qiáng)度合金材質(zhì),具備防水、防塵、防腐蝕特性,防護(hù)等級達(dá)到戶外惡劣環(huán)境使用標(biāo)準(zhǔn);內(nèi)部電路板經(jīng)過三防處理(防潮、防霉、防鹽霧),可適應(yīng)山區(qū)高濕度、礦區(qū)高粉塵的環(huán)境;設(shè)備配置專業(yè)的防雷擊模塊,通過接地與浪涌保護(hù)設(shè)計,避免雷雨天氣對電路造成損壞;立桿與固定支架采用熱鍍鋅鋼管,經(jīng)過防腐處理,抗風(fēng)等級達(dá)到 8 級以上,在沿海臺風(fēng)區(qū)域、山區(qū)大風(fēng)環(huán)境下也能保持穩(wěn)定。在某露天煤礦監(jiān)測項目中,設(shè)備經(jīng)歷了粉塵、暴雨、強(qiáng)風(fēng)等惡劣環(huán)境考驗,連續(xù)運(yùn)行 12 個月,充分驗證了其防護(hù)設(shè)計的可靠性。
GNSS 位移監(jiān)測站采集的海量位移數(shù)據(jù),只有經(jīng)過智能分析才能轉(zhuǎn)化為有效的預(yù)警信息。恒測環(huán)境科技為設(shè)備配備了邊緣計算模塊與云端智能分析平臺,實現(xiàn) “本地預(yù)處理 + 云端深度分析” 的雙重數(shù)據(jù)處理能力:邊緣計算模塊內(nèi)置在設(shè)備中,能夠?qū)Σ杉脑嘉灰茢?shù)據(jù)進(jìn)行實時預(yù)處理,剔除因設(shè)備振動、信號干擾導(dǎo)致的異常值,篩選出有效數(shù)據(jù)后再上傳至云端,減少無效數(shù)據(jù)傳輸帶來的帶寬消耗;同時支持本地閾值判斷,當(dāng)位移數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)閾值時,可直接觸發(fā)本地聲光預(yù)警,實現(xiàn)現(xiàn)場快速響應(yīng),尤其適用于礦山、邊坡等偏遠(yuǎn)場景。
云端智能分析平臺是數(shù)據(jù)價值挖掘的核心,恒測環(huán)境科技的平臺具備三大核心能力:一是數(shù)據(jù)可視化展示,通過地圖標(biāo)注、位移趨勢曲線、變形速率圖表等形式,直觀呈現(xiàn)各監(jiān)測點的位移變化情況,讓管理人員一目了然;二是智能預(yù)警分析,基于歷史位移數(shù)據(jù)構(gòu)建變形模型,結(jié)合降雨、振動等外部環(huán)境數(shù)據(jù),預(yù)測位移變化趨勢,提前發(fā)出災(zāi)害預(yù)警,相比傳統(tǒng)的閾值預(yù)警,智能預(yù)警能為處置工作爭取更多時間;三是多源數(shù)據(jù)融合,支持與雨量計、測斜儀、滲壓計等設(shè)備的數(shù)據(jù)聯(lián)動,全面分析邊坡、基坑的穩(wěn)定性,避免單一數(shù)據(jù)導(dǎo)致的誤判。例如在某水庫大壩監(jiān)測項目中,平臺通過融合 GNSS 位移數(shù)據(jù)與滲壓數(shù)據(jù),成功預(yù)測到大壩某段的潛在滑坡風(fēng)險,管理方及時采取加固措施,保障了大壩安全運(yùn)行。
恒測環(huán)境科技的 GNSS 位移監(jiān)測站,通過四大核心技術(shù)模塊的協(xié)同運(yùn)作,實現(xiàn)了在復(fù)雜場景下的精準(zhǔn)、穩(wěn)定、長效位移監(jiān)測。未來,隨著人工智能與衛(wèi)星定位技術(shù)的進(jìn)一步融合,恒測環(huán)境科技將繼續(xù)優(yōu)化設(shè)備的智能分析能力與自運(yùn)維能力,讓 GNSS 位移監(jiān)測站向 “自感知、自決策、自修復(fù)” 的方向發(fā)展,為工程安全與地質(zhì)災(zāi)害防控提供更強(qiáng)大的技術(shù)支撐。