【正文】 3) 增多了可跟蹤衛(wèi)星數(shù)，使衛(wèi)星分布更合理，降低了 DOP 值，提高了監(jiān)測解算精度，特別是所能跟蹤 GPS 衛(wèi)星少時顯得更為重要。 GPS 95％ 61％ 10％ BD2+GPS 100％ 99％ 95％ 1. GNSS 接收機及其配套設備，要求包括從數(shù)據(jù)采集、集中傳輸、解算處理、顯示和記錄及避雷和防盜等安全保護設施的全部設備，實現(xiàn)將監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心并顯示 ； 2. 監(jiān)測系統(tǒng)無人值守，有人照看、自動運行，年運行可靠率 99%以上 ， 系統(tǒng)可滿足 724小時長時間可靠運行 ，連續(xù)無故障運行時間超過 10 萬小時 。 5mm+1ppm； 11. 自動生成報表，形成報表的周期用戶可自行設計，比如一周、一天等，一些必要的輸出信息用戶也可以自動添加或刪除 ，同時根據(jù)需要可自動生成各點的周變化曲線、月變化曲線等 。 2) 參考站基建 參考站觀測墩示意圖 1） 觀測墩的建設要求 在滿足以上要求的前提下，其 GNSS 參考站觀測墩的建設應滿足以下要求： ? 觀測墩應澆注安裝強制對中標志，并嚴格整平，墩外壁或內(nèi)部應加裝（或預埋）適合線纜進出硬制管道（鋼制或塑料），起保護線路作用； ? GNSS 觀測墩采用鋼筋混凝土現(xiàn)場澆鑄的方法施工。制作不受凍融影響的混凝土標石，應優(yōu)先采用礦渣和火山灰質(zhì)水泥，不得使用粉煤灰水泥。 材料 配粒 水 水泥 砂 石 配合比例 種類 直徑（ mm） 重量， kg 重量， kg 重量， kg 重量， kg （體積， m3） （體積， m3） （體積，m3） （體積，m3） 碎石 5～ 40 180 300 600 1226 ： 1： ： （ ） （ ） （ ） （ ） ： 1： ： 卵石 5～ 40 170 285 672 1248 ： 1： ： （ ） （ ） （ ） （ ） ： 1： ： 每立方米混凝土制作材料用量表 注： 表中配合比適用中砂，當采用細砂或粗砂時，水和水泥用量相應增加或減 少 17kg和 10 kg； ? 當采用 5～ 40 mm 粒徑的碎石或卵石，應將水和水泥用量各增加 10%，砂、石用量不變； ? 調(diào)制混凝土，須先將砂、石洗凈。在各監(jiān)測點上安置接收機， 各接收機觀測的數(shù)據(jù)無線的方式實時傳輸?shù)娇刂浦行?，控制中心軟件準實時解算出各監(jiān)測點的三維坐標并保存到數(shù)據(jù)庫，最終通過數(shù)據(jù)分析軟件自動分析各監(jiān)測點的變化量、變化趨勢，并結合其它監(jiān)測設備對 排土場 整體的穩(wěn)定性進行分析。 基巖觀測墩 2) 土層觀測墩 對于土層觀測墩，埋入地表深度不小 于 1m，采用基座和立柱的鋼筋混凝土結構。 太陽能電池板固定示意圖 1) 太陽能組成 太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）組成。本系統(tǒng)采用單晶硅太陽能電池板。 本系統(tǒng)采用規(guī)格為 12V/20A 的控制器。 2) 太陽能供電系統(tǒng)的安裝 放置太陽能電池板，傾斜角度在 3045 度之間，面對方向根據(jù)現(xiàn)場具體環(huán)境調(diào)節(jié)， 通過制作三角形的支架固定在水泥板上 或 監(jiān)測點保護房 上或者水泥立柱上 。 無線網(wǎng)橋通訊方式 無線網(wǎng)橋是為使用無線（微波）進行遠距離點對點網(wǎng)間互聯(lián)而設計。其主要的組網(wǎng)方式有三種： 點對點組網(wǎng)，中繼的連接，點對多點 。隨著半導體器件的集成化程度的提高，元件間距的減小，半導體的厚度的變薄，使得電子設備受到瞬態(tài)過電破壞的可能性越 來越大。 直接雷防護 在距觀測墩 3－ 米處安裝 H=7 米的普通避雷針，選用Ф 16 不銹鋼制作。 避雷針與天線的距離選擇大于 3 米，是以中等強度的雷電流通過避雷針接地泄流時所產(chǎn)生的感應電磁場到達天線時其強度可衰減到安全值的范圍之內(nèi)。 GPS 天線電纜、通訊射頻電纜在接入主機前，必須加裝天饋浪涌保護器； ? 機柜中的空氣開關后端并聯(lián)一個單項電源避雷器，作為電源部分的避雷； ? 架空電力線和其他架空線的防雷措施一定要處理好，因為這是引雷重要途徑，其防護措施有地埋和裝設避雷地線等； ? 電力線進入 UPS 之前，加裝 ZGB148A40 電力線電涌防護設備，隔離 UPS 和電力線。 ? 給工作人員創(chuàng)造健康衛(wèi)生的工作環(huán)境。機房內(nèi)設備的布置應有利 于操作、管理，有利于各子系統(tǒng)間的技術聯(lián)接，有利于統(tǒng)一管理和維護。 室內(nèi)裝修作業(yè)應符合《裝飾工程施工及驗收規(guī)范》、《地面及樓面工程施工及驗收規(guī)范》、《木結構工程施工及驗收規(guī)范》及《鋼結構工程施工及驗收規(guī)范》的有關規(guī)定。在裱糊、粘接貼面及進行其他涂復施工時，其環(huán)境條件應符合材料說明書的規(guī)定。 機柜設計采用 50cm 50cm 20cm 的不銹鋼機箱裝置，加防盜鎖，放在外場機房里 。 ? 機柜距離地面宜≥ 30cm。 (5) 服務器上應集成數(shù)據(jù)采集、傳輸、解算、分析，客戶端等軟件，滿足整個監(jiān)控系統(tǒng)的需要。 GNSS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）自八十年代中期投入民用后，已廣泛地在導航、定位等各領域應用，尤其在測量界的控制測量中起了劃時代的作用。目前，采用 GNSS 技術用于橋梁等工程變形監(jiān)測的手段已經(jīng)被廣泛的應用于世界各地。 三峽庫區(qū)地質(zhì)災害監(jiān)測預警工程是國家在三峽庫區(qū)實施的一項重大減災工程，國土資源部將實施這一工程。數(shù)據(jù)通過廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)絡、串口、無線設備等傳到控制中心，控制中心的 CDMonitor 軟件根據(jù)每臺 GNSS 接收機對應的 IP 地址和端口號，獲得每個監(jiān)測點的原始實時數(shù)據(jù)流， CDMonitor 軟件對這些原始數(shù)據(jù)進行實時差分解算， 得到各個監(jiān)測站的坐標，并存入數(shù)據(jù)庫或發(fā)送給客戶端。 CDMonitor 采用了 C/S 架構，用戶可以進行遠程監(jiān)控。 CDMonitor 的開發(fā)工具為 VC++ 。比如，輸入監(jiān)測站周圍障礙物的分布情況，在數(shù)據(jù)處理時，能剔除常規(guī)方法不能自動剔出的壞數(shù)據(jù)，提高定位精度。 ? 數(shù)據(jù)分析，即對監(jiān)控點進行頻域和時域分析。 CDMonitor 算法的特點（與 RTK 和傳統(tǒng)靜態(tài)模式比較） 集成了 RTK 功能的 CDMonitor 軟件，除了也能采用 RTK 方法之外，采用其自身與 RTK 和傳統(tǒng)靜態(tài)不同的算法后，還具有如下一些特點。 3) 通訊 因為 CDMonitor 僅要求收到 GNSS 接收機的原始觀測數(shù)據(jù)，所以，原則上，應要求軟件（服務器）與 GNSS 接收機之間僅要求實現(xiàn)單向通訊。 4) 系統(tǒng)可靠性 RTK 通常應用于測量、高精度導航等，對于 RTK 接收機而言，如 GNSS 信號發(fā)生失鎖那么接收機需要重新初始化，求解整周模糊度，從而造成短時間隔內(nèi)不能正常輸出厘米級定位解。 通過上面的介紹，我們可以對 CDMonitor 軟件的各項性能和特點有了一個粗略的了解，其中，特別是 CDMonitor 對數(shù)據(jù)通訊的要求較低；同樣的數(shù)據(jù)， CDMonitor 可以獲得更高的精度； CDMonitor 可以實現(xiàn)比 RTK 方法和傳統(tǒng)靜態(tài)方式更高的可靠性。 CDMonitor 系統(tǒng)為科學家，工程師，災害監(jiān)測人員提供實時的、極有價值的人工建筑或自然災害預警信息。 5) 結論 通過上面的介紹，我們可以對 CDMonitor。而應用CDMonitor 系統(tǒng)，可以采用無人值守的方法遠程管理幾十個監(jiān)測點。系統(tǒng)中所有的 GNSS 原始數(shù)據(jù)都通過網(wǎng)絡（有線 /無線）傳回到控制中心的計算機上，軟件對所有數(shù)據(jù)進行同步的、實時的解算。 而 CDMonitor 專為變形監(jiān)測而設計，適用于橋梁、大壩、礦區(qū)、滑坡等的變形監(jiān)測，軟件能長時間持續(xù)可靠工作，諸如 RTK 經(jīng)常需要重新初始化、靜態(tài)解算需要人工干預不能監(jiān)測運動物體、時效性差等缺點在 CDMonitor 里并不存在。 下圖是在采用串行端口 GNSS 接收機進行網(wǎng)絡監(jiān)控的情況下， CDMonitor 和 RTK方式需要建立的數(shù)據(jù)通訊鏈路示意圖： 參考站 串口 / R J45 R J 45/ 串口 流動站 串口 / R J45 數(shù)據(jù)中心 RTK 方式下的數(shù)據(jù)通訊圖 由圖可見， RTK 方式下，差分改正數(shù)和定位結果需要進行多次傳輸，上圖中，一個監(jiān)測點的差分數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心，需要進行 3 次串口數(shù)據(jù)傳輸，兩次網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸 。 ? CDMonitor 的算法對系統(tǒng)的硬件要求較高，通常在高性能計算機，而 RTK 的算法總 是有 GNSS 接收機生產(chǎn)廠商提供，固化在 GNSS 接收機內(nèi)部；靜態(tài)解算需人工干預，一般采用雙差固定解得方式。 衛(wèi)星數(shù)據(jù) 衛(wèi)星顆數(shù)； 每顆衛(wèi)星的坐標； 每顆衛(wèi)星的信噪比； 每顆衛(wèi)星的仰角； 基線解信息 基線向量； 基線誤差（中誤差和相對誤差）； 比率值； 協(xié)方差陣。如針對橋梁監(jiān)測， CDMonitor 的客戶端能提供如下功能： ? 數(shù)據(jù)庫功能，長期觀測的數(shù)據(jù)能保存在數(shù)據(jù)庫中； ? 三維動畫； ? 整體變形示意圖； ? 歷史數(shù)據(jù)分析； ? 趨勢圖； ? 報警功能，報警項可根據(jù)用戶要求設定，可通過短信、電子郵件等方式進行報警。 CDMonitor 功能模塊 CDMonitor 的基本功能 CDMonitor 實時差分變形監(jiān)控軟件具有下面的一些基本功能： ? 對 GNSS 原始數(shù)據(jù)進行 7 24 小時 實時差分處理，進行變形監(jiān)測，永不間斷； ? 根據(jù)接收 機的原始數(shù)據(jù)輸出率，數(shù)據(jù)更新率最高可達 20Hz； ? 可根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)設置，對不同的監(jiān)測站的實時差分結果進行 Kalman 濾波，達到不同的動態(tài)要求和精度要求； ? 可同時處理多個基站和監(jiān)測站的數(shù)據(jù)； ? 根據(jù)多天運行的結果，建立近期的大氣延遲（對流層、電離層）模型，提高定位精度和可靠性； ? 多基站支持，多基站不但提高了系統(tǒng)的可靠性，而且，根據(jù)多基站的觀測數(shù)據(jù)，可以建立電離層模型，提高長距離監(jiān)測的精度；根據(jù)多基站的處理結果，可以實現(xiàn)實時網(wǎng)平差功能，提高點位精度和可靠性； ? 原始數(shù)據(jù)后處理功能； ? 輸入接口協(xié)議： RS23 CAN、 TCP/IP； ? 輸出接口（遠程服務）協(xié)議： TCP/IP； ? 實時顯示接收機的信號跟蹤狀況，如星空圖、信噪比、鐘差等； ? 實時顯示基線的變化情況，點位的移動情況等； ? 原始數(shù)據(jù)、解算結果的自動保存功能，可根據(jù)用戶需求進行設置； ? 對監(jiān)測站、基站接收機的遠程設置功能，軟件上有各個 GNSS 接收機的獨立監(jiān)控模塊，可以向 GNSS 接收機發(fā)送用戶更改參數(shù)的命令（如采樣間隔、高度截止角等）； ? 系統(tǒng)完備性監(jiān)測功能，可對整個系統(tǒng)的健康狀況進行監(jiān)測； ? 每個監(jiān)控站的監(jiān)控范圍可根據(jù)用戶設置，可從 5 厘米到 5 米，相對的，精度可從 2mm 到 1cm（ 平面），高程 4mm 到 2cm。 采用 C/S 架構的 CDMonitor 軟件方便用戶在辦公室、監(jiān)控中心、家中監(jiān)測系統(tǒng)的健康狀況。而且，與傳統(tǒng)的 RTK 方式相比，CDMonitor 具有精度更高，實時性更強的特點。完成了包括地表位移監(jiān)測、深部變形監(jiān)測、滑坡推力監(jiān)測、滑坡地下水監(jiān)測和宏觀巡查監(jiān)測在內(nèi)的 18 個區(qū)、縣的 125 處崩塌滑坡庫岸綜合立體監(jiān)測網(wǎng)建設。 上海曾經(jīng)是中國緩變性地面沉降較為嚴重的城市，自 1921 年發(fā)現(xiàn)地面沉降至今已有80 余年，開展地面沉降專項勘查與研究至今已有 40 年。在精密工程變形監(jiān)測中也逐步得到廣泛的應用。 6 軟件系統(tǒng) 應用背景 CDMonitor是由 上海司南衛(wèi)星導航 技術有限公司基于 GNSS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)并利用現(xiàn)代通訊技術進行的實時與準時 GNSS 原始數(shù)據(jù)分析、處理、獨立環(huán)網(wǎng)平差及數(shù)據(jù)管理等功能研發(fā)的 系統(tǒng)軟件。 ? 外加防護警告裝置，避免非工作人員破壞。 ? 供電電源一并引入機柜，并且強電弱電隔離布線，整潔美觀，便于維護。 3) 監(jiān)控中心 監(jiān)控中心可配備 23 塊顯示屏，顯示監(jiān)視區(qū)域的實時變化情況，并配備聲光報警設備，可設 24 小時有人值班，監(jiān)控中心整潔明亮，具有一定的美觀要求。隱蔽工程（如地板下、吊頂上、假墻、夾層內(nèi)）在封 口前必須先除塵、清潔處理，暗處表層應能保持長期不起塵、不起皮和不龜裂。機房的布置和裝修應符合防火、安全警衛(wèi)、應急狀態(tài)工作等要求。工作人員需要晝夜在機房內(nèi)工作，為有利于他們的健康、有處于他們精力充沛，機房內(nèi)應有良好的通風、溫度、采光、空間、色彩等環(huán)境。 控制中心 機房建設 1) 機房布置及裝修的原則 ? 各類設備需要一定的安裝空間、使用空間、維修空間。 預防直接雷示意圖 某項目避雷針現(xiàn)場示意圖 接地電阻要求小于 10 歐姆，如果當?shù)氐耐寥离娮杪瘦^高， 降低防直擊雷接地裝置接地電阻宜采用下列方法： ? 采用多支線外引接地裝置 ,外引長度不應大于有效長度 ； ? 接 地體埋于較深的低電阻率土壤中 ； ? 采用降阻劑 ； ? 換土。 地網(wǎng)選用 4 根 50505mm 熱鍍鋅角鋼為垂直地極 L= 米，以 404mm 熱鍍鋅扁鋼互連，地極 埋地深度 米。 雷電是導致電涌最明顯