南方普适型地灾监测设备获自然资源部地质灾害技术指导中心认可
作者: south
编辑: 蔡奕霖
2022-01-17
浏览量: 1326

为持续推进普适型地质灾害监测设备研发与前沿技术试用示范,进一步提升地质灾害技术防灾能力,根据自然资源部、中国地质调查局安排部署,中国地质环境监测院(自然资源部地质灾害技术指导中心)在已有普适型监测设备研发实验基础上,推进新技术、新方法试用示范,组织开展了2021年的野外试用工作。

本次野外试用工作,中国地质环境监测院(自然资源部地质灾害技术指导中心)组织专家对全国范围内申请单位提交的申请试用材料进行严格评审,南方测绘以优良的自主研发能力、丰富的案例经验、强大的规模化生产能力,从众多申请试用单位中脱颖而出,入围本次试用示范。

2021年普适型地质灾害监测设备野外试用的工作重点是推进新技术新方法试用示范。在符合《地质灾害监测通讯技术要求》和《地质灾害专群结合监测预警技术指南(试行)》基础上,积极推进非接触式、自组网、卫星通信等新技术、新方法的示范应用。

在本次野外试用示范中,南方测绘依托公司强大的研发能力,根据地质灾害监测设备高可靠性、低成本、低功耗、易维护等特点,研发一系列普适型监测设备,以下为核心技术介绍:


基于前端自组网的普适性GNSS监测技术


01 地质灾害监测的特性要求监测设备解决单模通信短板问题


地质灾害监测工程为生命工程,其对监测数据稳定性、实时性、精度有着高标准和高要求。一般来说GNSS监测接收机通过移动通信信号方式将观测数据回传到平台进行解算进而实现数据分析和预警,这一方式极大程度上保障了监测的有效性。但这种方式存在以下缺陷:

(1)在信号不稳定隐患点,GNSS回传观测数据质量下降,导致解算失真甚至解算不出结果;

(2)灾害的发生,时常伴随着移动通信信号的暂时中断。依赖移动数据单模通信在灾害发生时存在短板;

(3)无法直接实现前端自组网报警功能。


02 南方测绘研发自组网普适型GNSS接收机解决核心难题

从具体应用需求出发,南方测绘创行业先河研发出自组网普适型GNSS接收机。自组网普适型GNSS接收机同时存在两条通信链路,即通常应用的4G传输方式和现场组网传输方式,实现了双模通信。

自组网普适型GNSS接收机具有以下明显技术优势:

(1)双模通信,自主切换:自组网通讯技术与4G通信技术融合应用,解决单模通信短板;两种通信方式可自主切换,互为备份,提高了传输的可靠性。同时自组网的分时组网可保障监测接收机低功耗的特性。

(2)前端自组网:组网距离可达8km,可满足单个或相邻隐患点之间多个监测站与基准站组网,共用基准站网络传输,大幅降低通信成本。

(3)边缘计算:前端组网实现了前端数据的汇聚,是实现前端边缘计算的前提,有效避免4G网络传输存在的数据丢包问题,大大提高数据解算质量。

(4)应急通信支持:GNSS原始数据大,无法融入北斗短报文等应急通信手段进行传输,通过前端自组网+边缘计算技术,可以在现场完成解算,通过北斗短报文方式将结果数据回传至后台服务器或监测应用平台,解决了GNSS观测数据量大无法用北斗短报文传输的短板。






非接触式监测—智能测量机器人技术


本次野外试点应用的另外一项核心技术--南方测绘自主研发的NTS-591型智能测量机器人。NTS-591智能型测量机器人,汇聚了南方测绘多年来光、机、电技术结晶,全自主化设计。具备高精度测角测距能力,同时配备自动照准系统和高精度伺服马达,自动照准ATR精度可达1秒,搜索范围600米。搭配自动化控制软件,可实现单人测绘作业及自动化无人值守监测作业。

此次野外试用以崩塌体作为示范应用场景。智能测量机器人技术实现了在崩塌体外的稳定区域架设机器人,在崩塌体的各个危岩体上安装无源的棱镜,实现危岩体上棱镜的三维坐标采集,通过三维坐标的变化去判断危岩的稳定性,这是对崩塌监测的一种全新方法的引入,其具有以下明显技术优势。

(1)点到面:能实现点到面的三维坐标自动扫点、自动测量、成果智能输出的效果,能兼顾崩塌体监测数据特性及完整性问题;

(2)无运维成本及运维安全问题:危岩体上只需安装无源反射棱镜,一次安装,终身免维护。

(3)测量结果直观显示、精度毫米级。

由于智能测量机器人具有一主机多监测点、非接触式测量、适用范围广、易于维护等优势,后续将在表面位移监测、裂缝等监测内容中发挥更大的作用。





此外,本次监测设备野外试用示范项目南方还安装了5套地表裂缝监测仪(NF-DLF)、5套地面倾斜监测仪(NF-QX01)、5套压电式雨量计(NF-YDRA)、5套泥位监测仪(NF-RLG001)、5套声光报警器(NF-BJ),共 36套设备。自设备投入试用以来,运行稳定,得到中国地质环境监测院(自然资源部地质灾害技术指导中心)的肯定。






核心产品展示


01 自组网普适型GNSS接收机(MR1)



自组网与移动通信双模通信:高可靠的数传模式,数据传输与运维更稳定更便捷。

高集成性:集成RTU,内置eSIM卡,多源数据融合,实现主机高度一体化。

心跳探针:接收机远程唤醒机制,确保接收机在线率。

自适应变频监测:根据位移变化情况自适应调整上报频率和调整监测模式。

双重防盗:独特物理加密锁、高精度电子围栏功能,野外长期监测安全有保障。

易维护:物联平台管理、配置与维护,无需现场操作即可完成安装调试。

多场景应用:设备支持多种通用接口、通讯协议、多数据中心支持。


02 智能测量机器人(NTS-591)



广泛的数据通信接口:支持互联网、云平台接入,高效传输,智能互联。

高扩展性开发包:针对不同场景对功能进行自定义开发,实现丰富的APP应用拓展。

PS超级搜索:360°自动搜索棱镜,高速、准确。

ATR自动照准:自动照准棱镜中心,不惧云雾黑夜,自动照准精度高达1″。

自动化监测:搭配南方SMOS监测平台或第三方平台,实现7×24小时全天候监测预警。


03 地面倾斜监测仪(NF-QX01)




高度集成化设计,内置倾角、加速度计等传感器,多模块高效协同,智慧畅联。

自供电设计:造就强劲续航能力,一次安装,5年免维护,省心省力。

多监测模式支持,低功耗:支持多种工作模式(自报式、查询式、兼容式等),最大限度降低功耗,让数据上报更及时可靠。

多中心支持:设备支持向3路及以上地址发送含不同登录信息及不同协议格式的数据功能。

易维护:物联平台管理、配置与维护,无需现场操作即可完成安装调试。


04 地表裂缝监测仪(NF-DLF)






采用一体化结构设计,全密封结构,整体防护等级达到IP67级,保证设备在野外运行的可靠性。

产品采用高性能工业级通信处理器和工业级无线模块,以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台。

具备 NB-IoT、LoRa与 4G无线网络功能,同时具有多种接口,可满足多场景应用需求。

采集多种监测要素,可同时采集裂缝位移、三轴倾角、振动频率、电源电压、环境温度等参数,大大增加数据采集相关性,便于后续数据分析。

可触发式采集,在传感器发生裂缝或振动时,可立即采集并加报。

*更多详细产品信息请联系南方测绘各地分公司或拨打客服热线:4007000700



国家推动自然灾害防治为地质灾害监测带来新的需求与挑战,在这场新时代技术变革的征途中,南方测绘已然迈出了重要一步。可以预见的是,在未来,南方将在促进地质灾害监测预警技术装备能力水平提高的道路上精准发力,构筑起地质灾害监测预警普适型仪器设备研发工作的技术创新高地!






南方测绘地灾监测守护一方安澜


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