【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 據(jù)、星歷等數(shù)據(jù)。通過(guò) 無(wú)線網(wǎng)橋 1或者 GPRS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳到控制中心?？刂浦行母鶕?jù)每臺(tái) GPS 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 ?；蛘?，軟件通過(guò)遠(yuǎn)程的端口映射，直接 從監(jiān)測(cè)單元的端口獲得 GPS 的原始數(shù)據(jù)流。 在控制中心服務(wù)器上， GPSensor 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)。 本套系統(tǒng)采用的是 光纖 傳輸。 9 風(fēng)塔沉降 GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)組成 數(shù)據(jù)處理 中心 建設(shè)在控制中心 ， 辦公室有 總控計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理工作站、打印機(jī)等硬件設(shè)備， 而在總控計(jì)算機(jī)上安裝華測(cè) GPSensor 軟件 2。 控制中心配備一臺(tái)高性能服務(wù)器，用于數(shù)據(jù)分析和圖形處理，以及終端服務(wù)。結(jié)合GPSensor 軟件和其他專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件，實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)分析和圖形處理。 如 下 圖，為 該 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 拓?fù)?圖。 10 A 3 0 0 天 線監(jiān) 測(cè) 站 1A 3 0 0 天 線機(jī)柜參 考 站數(shù) 據(jù) 處 理控 制 中 心無(wú)線網(wǎng)橋數(shù) 據(jù) 處 理數(shù) 據(jù) 庫(kù)客 戶 端短 信 報(bào) 警避雷系統(tǒng)數(shù)據(jù)控制中心組網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)X 6 0 MG P S接 收 機(jī)電 源 適 配器串 口 服 務(wù)器A 3 0 0 天 線監(jiān) 測(cè) 站 2 0避雷系統(tǒng)機(jī)柜X 6 0 MG P S接 收 機(jī)串 口 服 務(wù)器電 源 適 配器避雷系統(tǒng)A CA C 共 有 五 個(gè) 這種 觀 測(cè) 方 式X 6 0 MG P S接 收 機(jī)串 口 服 務(wù)器電 源 適 配器A C共 2 0個(gè) 監(jiān)測(cè) 點(diǎn) 風(fēng)塔沉降 區(qū) 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)拓?fù)?圖 數(shù)據(jù)傳輸方式采用 光纖傳輸 ，能使用市電的情況全部使用市電，在不方便使用市電的地方使用太陽(yáng)能和蓄電池聯(lián)合供電方式。 風(fēng)塔沉降 GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng) 技術(shù)的先進(jìn)性 1） GPS 接收機(jī)及其配套設(shè)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(hù)設(shè)施的全部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心并顯示 ； 2） 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)人值守，有人照看、自動(dòng)運(yùn)行，年運(yùn)行可靠率 99%以上 ， 系統(tǒng)可滿足 724 小時(shí)長(zhǎng)時(shí)間可靠運(yùn)行 ，連續(xù)無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間超過(guò) 10 萬(wàn)小時(shí) 。 在沒(méi)有太陽(yáng)的情況下 ，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備可依靠備用電源連續(xù)工作 7 天以上； 3） GPS 硬件具有良好的物理性能和工作性能，適合長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作 ， GPS 接收機(jī)天線為 大地測(cè)量型天線； 4） 本系統(tǒng) 可 采用 光纖 通訊，數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?準(zhǔn) 實(shí)時(shí)處理 ； 5） 準(zhǔn) 實(shí)時(shí)顯示 和分析 形變量 ，可間斷性評(píng)估的健康狀況； 6） 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸出給分析軟件 ； 7） 控制中心軟件自動(dòng)解算，最短反應(yīng)時(shí)間可為幾 分 鐘到幾小時(shí)，并實(shí)時(shí)進(jìn)行網(wǎng)平 11 差， 自動(dòng)評(píng)估監(jiān)測(cè)結(jié)果，而且各參數(shù) 完全由用戶根據(jù)不同監(jiān)測(cè) 需求 自行 設(shè)置 。 8） 設(shè)定日常信道報(bào)警系統(tǒng)， Web 發(fā)布以及 可通過(guò)短消息或 EMAIL 方式報(bào)警，無(wú)論您在何時(shí) 何地都可以掌握 風(fēng)塔沉降 體的動(dòng)態(tài)； 9） 通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 風(fēng)塔沉降 點(diǎn)的空間位移，確定 風(fēng)塔沉降 區(qū)的變形狀況、幾何線形等； 10） 提供高質(zhì)量的 雙頻 GPS 測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)獲得毫米級(jí)精度的位置數(shù)據(jù)， 靜態(tài) 精度為水平： 小于 177。 3mm ,垂直： 小于 177。 6mm； 風(fēng)塔風(fēng)載震動(dòng)中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)精度：小于177。 10mm ,垂直：小于177。 20mm 11） 自動(dòng)生成報(bào)表，形成報(bào)表的周期用戶可自行設(shè)計(jì)，比如一周、一天等，一些必要的輸出信息用戶也可以自動(dòng)添加或刪除 ，同時(shí)根據(jù)需要可自動(dòng)生成各點(diǎn)的周變化曲線、月變化曲線等 。 4 風(fēng)塔沉降 GPS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)方案實(shí)施 1) 本 GPS 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) 設(shè)備的供電 5) 設(shè)備避雷 6) 數(shù)據(jù)通訊 7) 控制中心的建設(shè) 本監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)依據(jù) 風(fēng)塔沉降 GPS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(shū)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 CH2021 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 12 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 風(fēng)塔沉降 區(qū) GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置 風(fēng)塔沉降 區(qū) GPS 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： GPS 參考站 GPS 基準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)應(yīng)根據(jù) 風(fēng)塔沉降 體的情況而定 。 點(diǎn)位宜分布在 風(fēng)塔沉降 體周?chē)?(與監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離最好在 3 公里以內(nèi) )地質(zhì)條件良好 、 穩(wěn)定 、視野相對(duì)比較開(kāi)闊 且易于長(zhǎng)期保存的地方 ，而這些監(jiān)測(cè)點(diǎn)必須定時(shí) 應(yīng)與就近的 GPSA,B 級(jí) 控制網(wǎng) 或國(guó)家 IGS 網(wǎng)進(jìn)行 聯(lián)測(cè) ,以利于分析基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)的可靠性及變形情況 。 基準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)基線向量的中誤差 σ≤1ppm ? D，當(dāng)基線長(zhǎng)度 D3km 時(shí) ,基線分量絕對(duì)精度 ≤3mm 。 對(duì)于本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)而言，我們 將按照這些布設(shè)條件， 分別 在遠(yuǎn)離 風(fēng)塔沉降 區(qū)、地質(zhì)條件穩(wěn)定的地方 建設(shè) 3 個(gè)參考站。 GPS 監(jiān)測(cè)站 監(jiān)測(cè) 點(diǎn) GPS 天線安裝到風(fēng)塔頂部合適的位置， GPS 主機(jī)置于塔筒頂部的機(jī)柜內(nèi)。 GPS天線和 GPS 主機(jī)之間通過(guò)同軸電纜鏈接 由于 GPS觀測(cè)無(wú)須點(diǎn)間通視 ,所以監(jiān)測(cè)點(diǎn)位完全可按監(jiān)測(cè) 風(fēng)塔沉降 的需要選定 (但應(yīng)滿足 GPS 觀測(cè)條件 )。 風(fēng)塔沉降 體 GPS觀測(cè)蹲的建設(shè) 參考站的選址依據(jù) 參考站要求建立在地基穩(wěn)定的地點(diǎn)，同時(shí) GPS 參考站場(chǎng)地應(yīng)滿足以下要求： 1) 距離 風(fēng)塔沉降 體最好 不 超過(guò) 3KM； 2) 參考站 場(chǎng)地穩(wěn)固，最好建在穩(wěn)定的基巖上 或凍土層以下 2 米，但不允許建設(shè)在 13 風(fēng)塔沉降 體上 ； 而監(jiān)測(cè)點(diǎn)必須選擇在 風(fēng)塔沉降 體上，所選擇的監(jiān)測(cè)點(diǎn)要和整個(gè) 風(fēng)塔沉降體為一個(gè)整體，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維變化可以實(shí)時(shí)、真實(shí)反映 風(fēng)塔沉降 體的三維變化； 3) 視野 盡量開(kāi)闊 ； 4) 遠(yuǎn)離大功率無(wú)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(wú)線電傳送通道，其距離不得小于 50m； 5) 盡量靠近數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò) ； 6) 參考站觀測(cè)蹲應(yīng) 遠(yuǎn)離震動(dòng)源（鐵路、公路等） 50 米以上 。 GPS 觀測(cè)墩的埋設(shè)要求 1 參考站觀測(cè)墩 (單位： CM) 注：水準(zhǔn)標(biāo)志在觀測(cè)墩的四側(cè)各埋一個(gè)，目的是將來(lái)可檢查墩子有無(wú)傾斜 ，如果本地區(qū)沒(méi)有凍土則從地面算起 。 天線強(qiáng)制對(duì)中標(biāo)志 (單位： mm) 14 15010101010 0N1 2 0。150強(qiáng)制對(duì)中標(biāo)志側(cè)面、正面 GPS 觀測(cè)墩鋼筋捆扎示意圖（單位： CM） GPS 觀測(cè)墩基座鋼筋骨捆扎示意圖 (單位： CM) 15 ? 混凝土施工要求 1．灌制混凝土標(biāo)石所用材 料應(yīng)符合下列要求： a．采用的水泥標(biāo)號(hào)應(yīng)不低于 425。制作不受凍融影響的混凝土標(biāo)石，應(yīng)優(yōu)先采用礦渣和火山灰質(zhì)水泥，不得使用粉煤灰水泥。制作受凍融影響的混凝土標(biāo)石，宜使用普通硅酸鹽水泥。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。在沙漠、戈壁等干燥環(huán)境中的標(biāo)石，不得使用火山灰質(zhì)水泥； b．石子采用級(jí)配合格的 5～ 40mm 的天然卵石或堅(jiān)硬碎石，不宜采用同一尺寸的石子； c．沙子采用 ～ 3mm 粒徑的中砂，含泥量不得超過(guò) 3%； d．水須采用清潔的淡水，硫酸鹽含量不得超過(guò) 1%； e．外加劑可 根據(jù)施工環(huán)境選用，如早強(qiáng)劑、減水劑、引氣劑等，其質(zhì)量應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定，不得使用含氯鹽的外加劑。 2．每立方米混凝土制作材料用量： 每立方米混凝土制作材料用量表 ： 骨料種類(lèi) 級(jí)配粒徑 mm 水 水泥 砂 石 配合比例 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： ： 16 （ ） （ ） （ ） （ ） ： 1： ： 卵石 5～ 40 170 285 672 1248 ： 1： ： （ ） （ ） （ ） （ ） ： 1： ： 注： ①表中配合比適用中砂，當(dāng)采用細(xì)砂或粗砂時(shí)，水和水泥用量相應(yīng)增加或減少 17kg和 10 kg。 ②當(dāng)采用 5～ 40 mm 粒徑的碎石或卵石，應(yīng)將水和水泥用量各增加 10%，砂、石用量不變。 3．混凝土施工要求： a．調(diào)制混凝土，須先將砂、石洗凈。澆灌標(biāo)石時(shí)，須逐層充分搗固； b．氣溫在 0℃以下時(shí)，必須加入防凍劑，拆模時(shí)間不得少于 24h，否則不準(zhǔn)施工； c．拆模時(shí)間可根據(jù)氣溫和外加劑性能決定，一般條件下，平均氣溫在 0℃以上時(shí)，拆模時(shí)間不得少于 12h； 17 GPS 參考站示意圖 供電系統(tǒng) 系統(tǒng) 對(duì)于 該 風(fēng)塔沉降 區(qū) GPS 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng) 特殊情況 （現(xiàn)場(chǎng)有市電，但距離有限） ，我們 在能夠牽引市電的地方采用市電供電，在不方便牽引市電的地方 采用了太陽(yáng)能供電的方式。 太陽(yáng)能供電系統(tǒng) 本系統(tǒng) 我們采用太陽(yáng)能和蓄電池聯(lián)合供電方式。 如下圖：我們采用 50W 的太陽(yáng)能電池板 和 100Ah 的 蓄電池， 這樣的好處是安全、容易避雷、省工，而且在沒(méi)有太陽(yáng)的情況下可以連 續(xù)工作 7 天。 18 太陽(yáng)能電池板供電示意圖 數(shù)據(jù)通訊單元 由于本監(jiān)測(cè)方案的特點(diǎn)是遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程管理、實(shí)時(shí)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)雙向通訊等特點(diǎn)，所以數(shù)據(jù)通訊包括兩個(gè)部分，即控制中心通訊部分和監(jiān)測(cè)單元 數(shù)據(jù)通訊部分 。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況， 我們 選擇無(wú)線網(wǎng)橋 通訊方式。 雷電防護(hù) 雷電的危害性 在連續(xù) 運(yùn)行的 GPS 監(jiān)測(cè) 站 和參考站 一定要考慮到防雷電措施，雷電所產(chǎn)生的高電壓電磁脈沖對(duì)沒(méi)有相應(yīng)保護(hù)措施如：同軸電纜，天線，數(shù)據(jù)通訊電纜，電源電纜產(chǎn)生強(qiáng)烈的毀壞作用 ，直接損壞所連接的電子設(shè)備， 所以必須安裝避雷電接地端 。 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。每一次電力公司切換負(fù)載而引起的電涌都縮短各種計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、儀器儀表和 PLC 的壽命。 直接雷防護(hù) 在距觀測(cè)墩 3－ 米處安裝 H=7 米的普通避雷針，選用Ф 16 不銹鋼制作。支撐桿由兩節(jié)組成、分別由 2 寸、 寸各三米熱鍍鋅管制作。 19 地網(wǎng)選用 4 根 50505mm 熱