CN216696675U - 一种GNSS与InSAR结合的地表沉降自动化监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种GNSS与InSAR结合的地表沉降自动化监测装置，连接InSAR服务器，监测装置包括GNSS模块、处理模块、通讯模块及计算单元，所述GNSS模块包括GNSS接收机天线以及GNSS OEM板卡，所述GNSS接收机天线连接GNSS OEM板卡，所述GNSS OEM板卡连接处理模块，所述计算单元通过通讯模块连接处理模块以及InSAR服务器，监测装置底部固定在地表，所述GNSS模块以及通讯模块设置在监测装置顶部。本实用新型为GNSS与InSAR的结合提供了具体实现装置，以应对地表沉降监测需求。

Description

一种GNSS与InSAR结合的地表沉降自动化监测装置

技术领域

本实用新型涉及工程变形监测技术领域，特别涉及一种GNSS与InSAR结合的地表沉降自动化监测装置。

背景技术

我国是地质灾害多发的国家，这使得大范围区域内的建筑物、道路等设施可能会受到如滑坡等地质灾害的破环，带来严重的生命和财产损失。所以如何对可能到来的地质灾害及时预警，保障人们的生命财产安全，是迫切需要解决的问题。因此，设计出一种大范围沉降位移监测的装置具有广阔应用前景。

随着GNSS卫星星座的不断完善，GNSS变形监测技术越来越成熟，在许多大型工程的沉降监测上，采用了基于GNSS技术的监测方法。这种方法采用GNSS精密单点定位技术，能够较为精确地测量出监测站的坐标，获取沉降数据，具有监测精度高、限制条件较少等特点，在大坝、山体滑坡、基坑等变形监测中应用较为广泛，可以获取地表的整体形变，有效解决了难以选择GNSS监测基准点，无法使用差分测量技术进行形变监测的问题。

相关技术中，例如，公开号CN212340227U的实用新型申请公开了一种基于GNSS的高精度形变沉降监测设备，可实现毫米级的姿态和沉降的测量结果。该监测装置一旦进入工作状态，不需要定期进行校准，从而能够实时掌握铁路通信铁塔的沉降情况，有效消除了安全隐患。

又如，公开号CN111998766A的发明申请公开了一种基于时序InSAR技术的地表形变反演方法，包括以下步骤：地理编码及影像配准，生成差分干涉对，选取PS点，时空解缠，误差分离。具体的，在影像配准方式上，采用粗配准加精配准，保证TOPS成像模式下的配准精度需要；对于大气延迟误差，分别对分层大气和浮动大气利用不同的算法进行处理，最大程度上削弱大气误差的影响，提高形变反演的精度；若提供GNSS数据，可以利用该观测数据对大气延迟进行改正，同时在InSAR观测方程中作为约束条件进行联合平差，保证了形变结果的精度和可靠性。

但现有技术在GNSS与InSAR技术结合的基础上，还缺少实现装置。

实用新型内容

针对现有技术在GNSS与InSAR技术结合的基础上还缺少实现装置的问题，本实用新型提供了一种GNSS与InSAR结合的地表沉降自动化监测装置，通过简单的结构和完善的模块部件，为GNSS与InSAR的结合提供了具体实现装置，以应对地表沉降监测需求。

以下是本实用新型的技术方案。

一种GNSS与InSAR结合的地表沉降自动化监测装置，连接InSAR服务器，监测装置包括GNSS模块、处理模块、通讯模块及计算单元，所述GNSS模块包括GNSS接收机天线以及GNSS OEM板卡，所述GNSS接收机天线连接GNSS OEM板卡，所述GNSS OEM板卡连接处理模块，所述计算单元通过通讯模块连接处理模块以及InSAR服务器，监测装置底部固定在地表，所述GNSS模块以及通讯模块设置在监测装置顶部。

本实用新型利用多种模块搭建了可以获取GNSS卫星数据与InSAR沉降数据的监测装置，该装置可以利用计算模块得到所需的沉降数据。

作为优选，所述通讯模块包括5G天线及5G模块，所述处理模块包括ARM处理器。

作为优选，所述通讯模块包括网络接口及网关，所述计算单元和处理模块通过网络接口及网关连接互联网并建立通讯连接，计算单元通过互联网连接InSAR服务器作为优选，所述监测装置顶部为椭球形的观测上机箱，所述观测上机箱通过观测墩固定在地表，观测上机箱与观测墩转动连接，转动方向平行于监测装置安装处的地表所在平面。转动连接便于观测上机箱进行调整，以获得合适的信号或方向。

作为优选，所述观测上机箱顶部还设有保护罩，所述GNSS接收机天线设置在保护罩下方，且保护罩的高度大于等于GNSS接收机天线的极限伸长长度。

作为优选，所述计算单元为本地计算机或云服务器。计算单元一般单独设置在监控室等室内区域。

作为优选，还包括角度传感器，所述角度传感器设置在监测装置底部，角度传感器通讯连接计算单元。

作为优选，还包括警报器，所述警报器连接计算单元，设置于监控室。

本实用新型在运行过程中，通过GNSS接收机天线获取卫星数据并传递给GNSS OEM板卡，GNSS OEM板卡通过ARM处理器将所接收的卫星数据转换为标准的Rinex格式的观测文件，再通过网络接口传输给计算机进行处理。5G天线和5G模块通过5G无线网络将精密星历数据传输到ARM处理器与计算机，并从互联网中将InSAR服务器的数据传输到计算机。计算机根据精密星历数据对观测文件中测区范围内的卫星数据进行改正，得到精密单点定位数据；并根据精密单点定位数据和InSAR沉降数据计算得到实时沉降量。如沉降量高于预设的变形阈值，则进行警报。

本实用新型的有益效果包括：本监测装置可以作为沉降量监测的设备基础，将监测手段实物化，通过借助精密单点定位技术对测点的变形量实时进行测量，并利用InSAR沉降数据对监测区域实施地表形变监测分析，融合两种监测数据得到地表形变结果。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图纸包括：1-ARM处理器；2-GNSS天线；3-GNSS OEM板卡；41-5G天线；42-5G模块；5-网络接口；6-电源模块；7-计算机；8-InSAR服务器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未做详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

实施例：

如图1所示是一种GNSS与InSAR结合的地表沉降自动化监测装置，除装置本体外，图中还包括了电源模块6、计算机7以及InSAR服务器8，监测装置固定在地表，电源模块用于提供电源。图中还包括：ARM处理器1、GNSS接收机天线2、GNSS OEM板卡3、5G天线41、 5G模块42和网络接口5。

监测装置分为椭球形的观测上机箱以及观测墩，其中GNSS接收机天线2、GNSS OEM板卡3、5G天线41和5G模块42设置在观测上机箱。GNSS OEM板卡3和5G模块42连接 ARM处理器1，ARM处理器1通过观测墩内部设置的网络接口5与计算机7连接。InSAR 服务器8与计算机7通讯连接。观测上机箱通过观测墩固定在地表，观测上机箱与观测墩转动连接，转动方向平行于监测装置安装处的地表所在平面。转动连接便于观测上机箱进行调整，以获得合适的信号或方向。

其中观测上机箱顶部还设有保护罩，所述GNSS接收机天线2设置在保护罩下方，且保护罩的高度大于等于GNSS接收机天线2的极限伸长长度。

本实施例还包括警报器，警报器连接计算机，设置于监控室。

本实施例利用多种模块搭建了可以获取GNSS卫星数据与InSAR沉降数据的监测装置，该装置可以利用计算模块得到所需的沉降数据。本实施例在运行过程中，通过GNSS接收机天线获取卫星数据并传递给GNSS OEM板卡，GNSS OEM板卡通过ARM处理器将所接收的卫星数据转换为标准的Rinex格式的观测文件，再通过网络接口传输给计算机进行处理。5G天线和5G模块通过5G无线网络将精密星历数据传输到ARM处理器与计算机，并从互联网中将InSAR服务器的数据传输到计算机。计算机根据精密星历数据对观测文件中测区范围内的卫星数据进行改正，得到精密单点定位数据；并根据精密单点定位数据和InSAR 沉降数据计算得到实时沉降量。如沉降量高于预设的变形阈值，则进行警报。

本实施例可以作为沉降量监测的设备基础，将监测手段实物化，通过借助精密单点定位技术对测点的变形量实时进行测量，并利用InSAR沉降数据对监测区域实施地表形变监测分析，融合两种监测数据得到地表形变结果。

在另一实施例中，还包括角度传感器，角度传感器设置在监测装置底部，角度传感器通讯连接计算机。

通过以上实施方式的描述，所属领域的技术人员可以了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上内容，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种GNSS与InSAR结合的地表沉降自动化监测装置，连接InSAR服务器，监测装置包括GNSS模块、处理模块、通讯模块及计算单元，其特征在于，所述GNSS模块包括GNSS接收机天线以及GNSS OEM板卡，所述GNSS接收机天线连接GNSS OEM板卡，所述GNSS OEM板卡连接处理模块，所述计算单元通过通讯模块连接处理模块以及InSAR服务器，监测装置底部固定在地表，所述GNSS模块以及通讯模块设置在监测装置顶部。

2.根据权利要求1所述的一种GNSS与InSAR结合的地表沉降自动化监测装置，其特征在于，所述通讯模块包括5G天线及5G模块，所述处理模块包括ARM处理器。

3.根据权利要求1所述的一种GNSS与InSAR结合的地表沉降自动化监测装置，其特征在于，所述通讯模块包括网络接口及网关，所述计算单元和处理模块通过网络接口及网关连接互联网并建立通讯连接，计算单元通过互联网连接InSAR服务器。

4.根据权利要求1所述的一种GNSS与InSAR结合的地表沉降自动化监测装置，其特征在于，所述监测装置顶部为椭球形的观测上机箱，所述观测上机箱通过观测墩固定在地表，观测上机箱与观测墩转动连接，转动方向平行于监测装置安装处的地表所在平面。

5.根据权利要求4所述的一种GNSS与InSAR结合的地表沉降自动化监测装置，其特征在于，所述观测上机箱顶部还设有保护罩，所述GNSS接收机天线设置在保护罩下方，且保护罩的高度大于等于GNSS接收机天线的极限伸长长度。

6.根据权利要求1所述的一种GNSS与InSAR结合的地表沉降自动化监测装置，其特征在于，所述计算单元为本地计算机或云服务器。

7.根据权利要求1或2所述的一种GNSS与InSAR结合的地表沉降自动化监测装置，其特征在于，还包括角度传感器，所述角度传感器设置在监测装置底部，角度传感器通讯连接计算单元。

8.根据权利要求1或2所述的一种GNSS与InSAR结合的地表沉降自动化监测装置，其特征在于，还包括警报器，所述警报器连接计算单元，设置于监控室。

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