【正文】 r 軟件根據(jù)每臺(tái) GNSS 接收機(jī)對(duì)應(yīng)的 IP 地址和端口號(hào)，獲得每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的原始實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流， CDMonitor 軟件對(duì)這些原始數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)差分解算， 得到各個(gè)監(jiān)測(cè)站的坐標(biāo)，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)或發(fā)送給客戶端。 CDMonitor 的開發(fā)工具為 VC++ 。 ? 數(shù)據(jù)分析，即對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行頻域和時(shí)域分析。 3) 通訊 因?yàn)?CDMonitor 僅要求收到 GNSS 接收機(jī)的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，所以，原則上，應(yīng)要求軟件（服務(wù)器）與 GNSS 接收機(jī)之間僅要求實(shí)現(xiàn)單向通訊。 通過上面的介紹，我們可以對(duì) CDMonitor 軟件的各項(xiàng)性能和特點(diǎn)有了一個(gè)粗略的了解，其中，特別是 CDMonitor 對(duì)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(shí)現(xiàn)比 RTK 方法和傳統(tǒng)靜態(tài)方式更高的可靠性。 5) 結(jié)論 通過上面的介紹，我們可以對(duì) CDMonitor。系統(tǒng)中所有的 GNSS 原始數(shù)據(jù)都通過網(wǎng)絡(luò)（有線 /無線）傳回到控制中心的計(jì)算機(jī)上，軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行同步的、實(shí)時(shí)的解算。 下圖是在采用串行端口 GNSS 接收機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)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(dòng)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(jié)果需要進(jìn)行多次傳輸，上圖中，一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的差分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心，需要進(jìn)行 3 次串口數(shù)據(jù)傳輸，兩次網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸 。 衛(wèi)星數(shù)據(jù) 衛(wèi)星顆數(shù)； 每顆衛(wèi)星的坐標(biāo)； 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(duì)誤差）； 比率值； 協(xié)方差陣。 CDMonitor 功能模塊 CDMonitor 的基本功能 CDMonitor 實(shí)時(shí)差分變形監(jiān)控軟件具有下面的一些基本功能： ? 對(duì) GNSS 原始數(shù)據(jù)進(jìn)行 7 24 小時(shí) 實(shí)時(shí)差分處理，進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，永不間斷； ? 根據(jù)接收 機(jī)的原始數(shù)據(jù)輸出率，數(shù)據(jù)更新率最高可達(dá) 20Hz； ? 可根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，對(duì)不同的監(jiān)測(cè)站的實(shí)時(shí)差分結(jié)果進(jìn)行 Kalman 濾波，達(dá)到不同的動(dòng)態(tài)要求和精度要求； ? 可同時(shí)處理多個(gè)基站和監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)； ? 根據(jù)多天運(yùn)行的結(jié)果，建立近期的大氣延遲（對(duì)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(cè)數(shù)據(jù)，可以建立電離層模型，提高長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)的精度；根據(jù)多基站的處理結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)網(wǎng)平差功能，提高點(diǎn)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(yuǎn)程服務(wù)）協(xié)議： TCP/IP； ? 實(shí)時(shí)顯示接收機(jī)的信號(hào)跟蹤狀況，如星空?qǐng)D、信噪比、鐘差等； ? 實(shí)時(shí)顯示基線的變化情況，點(diǎn)位的移動(dòng)情況等； ? 原始數(shù)據(jù)、解算結(jié)果的自動(dòng)保存功能，可根據(jù)用戶需求進(jìn)行設(shè)置； ? 對(duì)監(jiān)測(cè)站、基站接收機(jī)的遠(yuǎn)程設(shè)置功能，軟件上有各個(gè) GNSS 接收機(jī)的獨(dú)立監(jiān)控模塊，可以向 GNSS 接收機(jī)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(cè)功能，可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的健康狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)； ? 每個(gè)監(jiān)控站的監(jiān)控范圍可根據(jù)用戶設(shè)置，可從 5 厘米到 5 米，相對(duì)的，精度可從 2mm 到 1cm（ 平面），高程 4mm 到 2cm。而且，與傳統(tǒng)的 RTK 方式相比，CDMonitor 具有精度更高，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)的特點(diǎn)。 上海曾經(jīng)是中國(guó)緩變性地面沉降較為嚴(yán)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(xiàng)勘查與研究至今已有 40 年。 6 軟件系統(tǒng) 應(yīng)用背景 CDMonitor是由 上海司南衛(wèi)星導(dǎo)航 技術(shù)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(shù)進(jìn)行的實(shí)時(shí)與準(zhǔn)時(shí) GNSS 原始數(shù)據(jù)分析、處理、獨(dú)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。 ? 供電電源一并引入機(jī)柜，并且強(qiáng)電弱電隔離布線，整潔美觀，便于維護(hù)。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(yīng)能保持長(zhǎng)期不起塵、不起皮和不龜裂。工作人員需要晝夜在機(jī)房?jī)?nèi)工作，為有利于他們的健康、有處于他們精力充沛，機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)有良好的通風(fēng)、溫度、采光、空間、色彩等環(huán)境。 預(yù)防直接雷示意圖 某項(xiàng)目避雷針現(xiàn)場(chǎng)示意圖 接地電阻要求小于 10 歐姆，如果當(dāng)?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(zhǎng)度不應(yīng)大于有效長(zhǎng)度 ； ? 接 地體埋于較深的低電阻率土壤中 ； ? 采用降阻劑 ； ? 換土。 雷電是導(dǎo)致電涌最明顯的原因，雷電擊中輸電線路會(huì)導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。特別適用于城市中的遠(yuǎn)距離高以及是否加用雙向放大器。其作用是在有光照時(shí)將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來，到需要的時(shí)候再釋放出來。其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作。 （ 2） 監(jiān)測(cè)站觀測(cè)墩基建 根據(jù) 某 滑坡 滑坡體監(jiān)測(cè)區(qū)域的實(shí)際情況及監(jiān)測(cè)點(diǎn)所監(jiān)測(cè)的內(nèi)容，本 GNSS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站多為普通土層觀測(cè)墩或者基巖觀測(cè)墩，為了安全期間 ，各觀測(cè)墩建設(shè)為 米以上為宜。在制作受鹽堿、海水或工業(yè) 污水侵蝕地區(qū)的標(biāo)石時(shí)，須使用抗硫酸鹽水泥。； ? 遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺(tái)，電臺(tái)，微波站等），其距離不小于 200m， 遠(yuǎn)離高壓輸電線和微波無線電傳送通道，其距離不得小于 50m； ? 盡量靠近數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)； ? 觀測(cè)墩 的高度不低于 2 米； ? 觀測(cè)標(biāo)志應(yīng) 遠(yuǎn)離震動(dòng)源。 不同遮擋條件下單 GPS 和 BD2/GPS 系統(tǒng)全天候正常工作時(shí)間對(duì)比表 （上海地區(qū)，高度角 15176。在控制中心服務(wù)器上， CDMonitor 監(jiān)測(cè)軟件準(zhǔn)實(shí)時(shí)解算出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。 20xx 年 6 月，峪耳崖金礦經(jīng)改制進(jìn)入中金黃金股份有限公司， 20xx 年，改制成立 河北峪耳崖黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司，從此步入了全新的發(fā)展軌道 。 其中政和段，位移武夷山政和縣，處于山區(qū)，形成多處高速邊坡。 水電站高邊坡 長(zhǎng)河壩泄洪洞邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 長(zhǎng)河壩水電站位于四川省 甘孜藏族自治州 康定縣 境內(nèi)，為 大渡河 干流水電梯級(jí)開發(fā)的第 10 級(jí)電站，工程區(qū)地處大渡河上游金湯河口以下約 4km～ 7km 河段上，壩址上距丹巴縣城 82km ，下距滬定縣城 49km。 很多工程師認(rèn)為自動(dòng)化監(jiān)測(cè)是 “ 黑箱 ” ，可見的查驗(yàn)以及寶貴的經(jīng)驗(yàn)都被冷冰冰的電路板和繼電器將所存在的問題通過警報(bào)而取代了。而 司南 GNSS 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)做到數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸、自動(dòng)解算處理、準(zhǔn)實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果和測(cè)量結(jié)果圖形演示 ，自動(dòng)預(yù)警報(bào)警。 GNSS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)發(fā)展 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(dǎo)航、定位等各領(lǐng)域應(yīng)用，尤其在測(cè)量界的控制測(cè)量中起了劃時(shí)代的作用。在基準(zhǔn)點(diǎn)架設(shè) GNSS 接收機(jī)，根據(jù) 其高精度的已知的三維坐標(biāo)，經(jīng)過 定期連續(xù) 觀測(cè)從而得到變形點(diǎn)坐標(biāo)（或者基線）的變化量。 4. 某 滑坡 GNSS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)概況 GNSS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè) 形變監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 GNSS 用于 滑坡 監(jiān)測(cè)時(shí)，往往是對(duì)一定范圍內(nèi)具有代表性的區(qū)域建立變形觀測(cè)點(diǎn)，在遠(yuǎn)方距離監(jiān)測(cè)點(diǎn)合適的位置（如穩(wěn)固的基巖上）建立基準(zhǔn)點(diǎn)。 GNSS 用于變形監(jiān)測(cè) 具有突出的優(yōu)點(diǎn)， 所以 GNSS 技術(shù)在 安全監(jiān)測(cè)方面一定會(huì)有 廣闊的應(yīng)用前景。目前 GNSS 在滑坡中的最高精度在毫米級(jí)。 5) 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以按程序步驟監(jiān)測(cè)限定閥值、變化速率，從而能在超出預(yù)定極限值時(shí)自動(dòng)報(bào)警。監(jiān)測(cè)人員利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來分析邊坡穩(wěn)定性以及應(yīng)對(duì)措施，以便為安全生產(chǎn)提供保障。 高速公路邊坡 — 寧武高速（政和段）邊坡自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 寧武高速公路，全稱 寧德 至 武夷山 高速公路，起于 沈海 線福寧高速公路灣塢樞紐互通，經(jīng) 福安 、 周寧 、 政和 、 建陽 、武夷山，終于 江西 上饒 ，全長(zhǎng) 公里，采用 80公里 /小時(shí)高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)；寧武高速公路是規(guī)劃的 國(guó)家高速公路 “ 二縱 ” 沈陽 至 海 口 線的第四條聯(lián)絡(luò)線，起于 福建 寧德市 ，終于 江西 上饒 。該礦先后獲得國(guó)家級(jí)黃金工業(yè)發(fā)展做出突出貢獻(xiàn)的先進(jìn)集體、省級(jí)先進(jìn)企業(yè)、河北省學(xué)邯鋼先進(jìn)企業(yè)、河北省工業(yè)污染治理達(dá)標(biāo)企業(yè)、承德市優(yōu)秀企業(yè)、承德市質(zhì)量管理先進(jìn)單位等榮譽(yù)稱號(hào)。 GNSS 的原始數(shù)據(jù)流。 4) 增多了可跟蹤衛(wèi)星數(shù)，使得在山區(qū)、大橋等高遮擋區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間、穩(wěn)定、可靠的采用GNSS 監(jiān)測(cè)成為可能 。 5. 某 滑坡 GNSS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)方案實(shí)施 1) 本 GNSS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 實(shí)施主要包括以下幾個(gè)方面： 2) 參考站及監(jiān)測(cè)站選址 3) 參考站及監(jiān)測(cè)站觀測(cè)墩的建設(shè) 4) 通訊電纜的鋪設(shè) 5) 設(shè)備的供電 6) 設(shè)備避雷 7) 數(shù)據(jù)通訊 8) 控制中心的建設(shè) 本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù) 某 滑坡 GNSS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng) 技術(shù)設(shè)計(jì)及工程建 造依據(jù)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，本設(shè)計(jì)書中所引用的部分技術(shù)規(guī)范參 下表： 名稱 編號(hào) 批準(zhǔn)單位 年份 全球定位系統(tǒng)測(cè)量規(guī)范 CH20xx 國(guó)家測(cè)繪局 精密工程測(cè)量規(guī)范 GB/T 1531494 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局 19941222 全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程 CJJ 7397 中國(guó)建設(shè)部 1997 UNAVCO 基準(zhǔn)站建立規(guī)范 國(guó)際 UNAVCO 組織 IGS 基準(zhǔn)站建立規(guī)范 國(guó)際 IGS 委員會(huì) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ 10— 89 建設(shè)部 某 滑坡 GNSS 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置 某 滑坡 GNSS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng) 的監(jiān)測(cè)單元 包括參考站和監(jiān)測(cè)站 ，各站點(diǎn)的具體布置方式根據(jù)以下要求： GNSS 參考站 1) GNSS 參考站選址 GNSS 參考站選址要求應(yīng)滿足以下要求： ? 覆蓋并均勻分布整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域，并兼顧參考點(diǎn)距離監(jiān)測(cè)點(diǎn)最近的原則； ? 場(chǎng)地穩(wěn)固，年平均下沉和位移小于 2mm； ? 視野開闊，視場(chǎng)內(nèi)障礙物的高度不宜超過 15176。制作受凍融影響的混凝土標(biāo)石，宜使用普通硅酸鹽水泥。 某 滑坡 滑坡體 GNSS 監(jiān) 測(cè)站和參考站一樣，也包括監(jiān)測(cè)站選址、監(jiān)測(cè)站基建、儀器設(shè)備的選擇及設(shè)備安裝四個(gè)部分： （ 1） 監(jiān)測(cè)站站址選擇 根據(jù)各滑坡體監(jiān)測(cè)區(qū)域的實(shí)際情況，如地質(zhì)條件等及參照《 GNSS 測(cè)量規(guī)范》，具體布置如上圖。 輸出的電壓為 12V，直接供給設(shè)備使用， 各部分的作用為： ? 太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。 ? 蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。它是一種在鏈路層實(shí)現(xiàn) lan 互聯(lián)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，可用于固定數(shù)字設(shè)備與其他固定數(shù)字設(shè)備之間的遠(yuǎn)距離（可達(dá) 20km）、高速（可達(dá) 11mbps）無線組網(wǎng)。如果一個(gè)電涌導(dǎo)致的瞬態(tài)過電壓超過一個(gè)電子設(shè)備的承受能力，那么這個(gè)設(shè)備或者被完全破壞，或者壽命大大縮短。 避雷針高度按照“滾球法”確定，粗略計(jì)算 即可 。機(jī)房應(yīng)為工作人員創(chuàng)造一個(gè)有利于健康、衛(wèi)生的工作環(huán)境。 在施工時(shí)應(yīng)保證現(xiàn)場(chǎng)、材料和設(shè)備的清潔。 布設(shè)原則： ? 按數(shù)據(jù)傳輸路徑，分別安裝天線轉(zhuǎn)換器、 GNSS 接收機(jī)、串口服務(wù)器等。 監(jiān)測(cè)設(shè)備防盜措施 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)具有自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)報(bào)警的功能，所以 本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)防盜措施主要通過以下 3 個(gè)方面： 1) 建立 監(jiān)測(cè)點(diǎn)保護(hù)房 ，放置 GNSS 主機(jī) ； 2) 當(dāng)監(jiān)測(cè)設(shè)備被人拿走或關(guān)掉，控制中心就會(huì)通過短消息或 EMAIL 的方式發(fā)送沒有數(shù)據(jù)的警告給相關(guān)人員； 3) 觀測(cè)蹲 及 監(jiān)測(cè)點(diǎn)保護(hù)房 周圍設(shè)置防護(hù)柵欄（如 太陽能電池板供電示意圖 ），在柵欄上貼上電力警示標(biāo)志； 4) 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)做到無人照管有人照看。例如：英國(guó) Humber 橋的 GNSS 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、日本明石海峽大橋的 GNSS 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、虎門大橋 GNSS 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、青馬大橋、汲水門大橋和汀九大橋的 GNSS 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 利用 CDMonitor 軟件能進(jìn)行 7 24 小時(shí)不間斷觀測(cè)。 CDMonitor 數(shù)據(jù)處理軟件 CDMonitor 的功能模塊 這里用框圖來表示 CDMonitor 的主要功能模塊。 數(shù)據(jù)記錄 連接數(shù)據(jù)庫(kù)， CDMonitor 能夠記錄用戶需要保留的各項(xiàng)信息，根據(jù)用戶的選擇，記錄的內(nèi)容如下 ： GNSS 定位數(shù)據(jù) 坐標(biāo)； 精度（水平和垂 直）； PDOP 值； 使用衛(wèi)星顆數(shù)； 解類型。而通常的 RTK 方法，要求參考站和流動(dòng)站之間進(jìn)行通訊，又要求流動(dòng)站和數(shù)據(jù)中心之間進(jìn)行通訊。 軟件將原來在接收機(jī)內(nèi)進(jìn)行解算的工作移植到性能更高、速度更快、更穩(wěn)定的計(jì)算機(jī)上來