上海司南GNSS自动化边坡在线监测方案

某滑坡GNSS自动化监测

技术方案

上海司南卫星导航技术有限公司

2013年3月

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目 录

1 前言 ....................................................... 4 2 某滑坡概况 ................................................. 4 3 某滑坡GNSS监测的总体设计 .................................. 4

3.1 系统设计依据 ............................................ 4 3.2 系统硬件总体设计 ........................................ 5 4 某滑坡GNSS自动化监测预警系统概况 .......................... 6

4.1 GNSS自动化监测形变监测中的应用 ......................... 6 4.2 GNSS自动化监测系统发展 ................................. 7 4.3 自动化监测的优点 ........................................ 8 4.4司南变形监测应用实例 .................................... 9 4.5 某滑坡GNSS自动化监测预警系统的介绍 .................... 16 4.6某滑坡GNSS自动化监测预警系统原理和方法................. 17 4.7某滑坡GNSS自动化监测预警系统组成 ...................... 18 4.8 某滑坡GNSS自动化监测预警系统技术的先进性 .............. 18 5 某滑坡GNSS自动化监测预警系统方案实施 ...................... 20

5.1 本监测系统设计依据 ..................................... 21 5.2 某滑坡GNSS监测点的布置 ................................ 22

5.2.1 GNSS参考站 ....................................... 22 5.2.2 GNSS监测站 ....................................... 28

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5.3 供电系统系统 ........................................... 31 5.4 数据通讯单元 ........................................... 33

5.4.1 无线网桥通讯方式 .................................. 33 5.4.3 本系统相关通讯方式的布设 .......................... 34 5.5 雷电防护 ............................................... 35

5.5.1 雷电的危害性 ...................................... 35 5.5.2 直接雷防护 ........................................ 36 5.5.3感应雷保护 ........................................ 37 5.6 控制中心机房建设 ....................................... 38 5.7 外场机柜 ............................................... 40 5.8 存储及处理系统 ......................................... 41 5.9 监测设备防盗措施 ....................................... 42 6 软件系统 .................................................. 44

6.1 应用背景 ............................................... 44 6.2 CDMonitor数据处理软件 ................................. 47

6.2.1 CDMonitor功能简介: ............................... 47 6.2.1.1 CDMonitor的功能模块 ............................ 47 6.2.1.2 CDMonitor的基本功能 ............................ 47 6.2.1.3 数据记录 ........................................ 50 6.2.2 CDMonitor算法的特点（与RTK和传统静态模式比较） ... 51 6.2.3 CDMonitor的软件界面介绍 .......................... 55 6.2.3.1 数据监控窗口 .................................... 55

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6.2.3.2 接收机监控窗口 .................................. 55 6.2.3.3 监测站变形曲线窗口 .............................. 55 6.2.3.4 基线窗口 ........................................ 56 6.2.3.5 日志 ............................................ 56 6.2.4 CDMonitor的系统结构 .............................. 58 6.2.4.1 系统结构 ........................................ 58 6.2.4.2 CDMonitor支持的GNSS接收机 .................... 59 6.2.5 服务器和操作系统 .................................. 59 6.2.6 系统通讯网络 ...................................... 61 6.3基于B/S与C/S架构数据分析软件 ......................... 62

6.3.1 C/S架构数据分析软件 .............................. 62 6.3.2 基于WEB发布系统的B/S架构的客户端软件 ............ 73

7 产品选型 .................................................. 77

7.1 司南GNSS接收机 ........................................ 77 7.2 GNSS天线 .............................................. 79 7.3 GNSS天线罩 ............................................ 81 7.4通 83

7.4.1串口服务器 ........................................ 83 7.4.2 高频无线传输终端Nanostation2 ..................... 85 7.5避 88

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讯设备

雷设备

7.5.1电源防雷设备 ...................................... 88 7.5.2 避雷针 ............................................ 89 7.6 服务器设备 ............................................. 90 7.7 配电设备 ............................................... 93

7.7.1 太阳能供电 ........................................ 93 7.7.2 UPS供电 .......................................... 96 7.8 其他设备 ............................................... 99 7.9与其他厂家技术参数对比 ................................ 100 8技术支持与售后服务保证 .................................... 105

8.1 系统的安装、调试与培训 ................................ 105 8.2 免费保修承诺 .......................................... 105 8.3 专业软件免费升级承诺 .................................. 106 8.4 技术培训承诺 .......................................... 106 8.5 技术服务承诺 .......................................... 107 8.6 维修服务承诺 .......................................... 107 8.7 超过保修期的维修承诺 .................................. 107 8.8 配合使用者进行二次功能性开发提供一切必要技术支持的承诺 107 8.9 定期向供产品升级和更新信息承诺 ........................ 108

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1 前言 2 某滑坡概况

3 某滑坡GNSS监测的总体设计 3.1 系统设计依据

司南GNSS变形监测系统是一个集结构分析计算、计算机技术、通信技术、网络技术、传感器技术等高新技术于一体的综合系统工程。本监测系统的作用是成为一个功能强大并能真正长期用于结构损伤和状态评估，满足固体建筑物管理和运营的需要，同时又具经济效益的结构健康安全监控系统，遵循如下设计原则：

1) 遵循简洁、实用、性能可靠、经济合理的指导思想； 2) 系统设置立足实用性原则第一，兼顾考虑科学试验和设计验证

等方面因素；

3) 各传感器的布置、安装要合理，力求用最少的传感器和最小的

数据量完成工作；

4) 系统应具有可扩展性。

GNSS 监测系统的技术设计及工程建造依据相关的国家标准和相关行业标准进行，本设计书中所引用的部分技术规范参见表1。 表1 名称 全球定位系统测量规范 编号 CH2001 4 / 110文档可自由编辑

批准单位 国家测绘局 年份 GB/T 精密工程测量规范 15314-94 全球定位系统城市测量技术国家技术监督1994-12-22 局 1997 CJJ 73-97 中国建设部 规程 国际UNAVCO组UNAVCO 基准站建立规范 织 国际IGS委员IGS基准站建立规范 混凝土结构设计规范 3.2 系统硬件总体设计

系统硬件由四大部分组成：

1) 传感器子系统：由布置监测点上的各类GNSS组成，主要传感器采用后安装方式；

2) 数据传输子系统：GNSS天线到GNSS主机由同轴电缆通讯；GNSS主机及其它传感器与控制中心通讯采用有线或无线的通讯方式；

3) 数据处理与控制子系统：由布置在监控中心的小型机系统、服务器系统、数据实时自动处理与Web发布；

4) 辅助支持系统：包括外场机柜、外场机箱、配电及UPS、防雷和远程电源监控等。

会 GBJ 10—89 建设部 5 / 110文档可自由编辑

4 某滑坡GNSS自动化监测预警系统概况 4.1 GNSS自动化监测形变监测中的应用

GNSS用于边坡监测时，往往是对一定范围内具有代表性的区域建立变形观测点，在远方距离监测点合适的位置（如稳固的基岩上）建立基准点。在基准点架设GNSS接收机，根据其高精度的已知的三维坐标，经过定期连续观测从而得到变形点坐标（或者基线）的变化量。根据观测点的形变量，建立安全监测模型，从而分析边坡的变形规律并实现及时的反馈。事实上，为了建立一个更接近实际情况的安全监测模型，合理的密集分布监测点是需要的。

通过观测整体的微小变形量，构造统计分析模型，预测变形体长期的变化趋势，为以后的分析决策提供依据。为了进行形变分析，需要获得监测点高精度位置坐标数据，通常要求监测点的观测数据达到毫米级的精度，这也是GNSS定位技术能否应用于变形观测的一个关键性问题。

滑坡GNSS监测点及设备

与普通的工程测量不同，边坡监测需要实时传送数据，并不断更

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新，达到监控的目的。普通的全站仪或其它监测手段不仅需要更多的人力完成观测操作，而且由于其内部的电器、光学特性使得它不能工作在雨雪天气，夜里也无法完成测量作业，GNSS技术由于其全天候作业的特点不但可以取代传统的测量作业方式，而且可以将GNSS信号传输到控制中心，实现数据自动化传输、管理和分析处理。

GNSS用于变形监测虽具有突出的优点，所以GNSS技术在安全监测方面一定会有广阔的应用前景。 4.2 GNSS自动化监测系统发展

GNSS（全球卫星定位系统）自八十年代中期投入民用后，已广泛地在导航、定位等各领域应用，尤其在测量界的控制测量中起了划时代的作用。正因为是它在相对定位中的高精度、高效益、全天候、不需通视等优点，使人们普遍采用其来代替常规的三角、三边、边角等方法，并在理论、实践中取得了可喜的成果。在精密工程变形监测中也逐步得到广泛的应用。

随着社会经济和科学技术的快速发展，为了更有效保障国家财产及人生安全，利用传统的变形监测手段越来越不能满足变形监测要求，这就迫切需要性能更可靠的设备来监测大桥的形变。目前，随着GNSS技术的不断成熟，GNSS自动化监测系统已经在桥梁、滑坡、建筑、地震、大坝等行业中应用并取得很好的效益。GNSS自动化监测系统仪器以其卓越的性能受到专家的好评。

从国内外的有关研究和应用可以看出GNSS是一个非常有效的GNSS监测技术，GNSS与其它传感器结合用于滑坡监测已形成了趋势。

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目前GNSS在滑坡中的最高精度在毫米级。而司南GNSS监测系统已经做到数据自动传输、自动解算处理、准实时测量结果和测量结果图形演示，自动预警报警。 4.3 自动化监测的优点

自动化监测系统允许以任意间隔采样-----典型间隔可以是按秒、分钟、小时或者按天。测试精度得以提高，数据可以远程处理，从而向项目组提供有用信息。当然，还有其它益处包括：

1) 避免人工读数和记录引起的人为误差。 2) 可以实现远程以及恶劣天气条件下采集数据。 3) 每天可进行7*24小时连续监测。

4) 连续监测能快速检测到临界变化，能在事态恶化之前采取处

理措施。

5) 自动化监测系统可以按程序步骤监测限定阀值、变化速率，

从而能在超出预定极限值时自动报警。

很多工程师认为自动化监测是“黑箱”，可见的查验以及宝贵的经验都被冷冰冰的电路板和继电器将所存在的问题通过警报而取代了。事实上，自动化连续监测所获得的数据能向工程师提供被监测结构很多肉眼不易察觉的新的特征信息。它们拓展了工程师的视野， 对结构响应有深入的理解。不仅如此，应用自动化监测系统，结合先进分析工具，工程师能享受到这些廉价的新技术优势，而不用牺牲滑坡区的安全。

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4.4司南变形监测应用实例

4.4.1露天矿边坡---华能伊敏河露天矿边坡自动化监测

华能伊敏露天煤矿为五大露天矿之一，位于内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗境内，为华能集团全资拥有企业，隶属华能呼伦贝尔能源开发有限公司。

露天矿东端帮建设GNSS(GPS+BDS)监测系统，在地表以及边坡安装位移监测点9台。系统采用太阳能供电，利用无线通讯方式将数据实时传送回监测办公室。监测人员利用实时数据来分析边坡稳定性以及应对措施，以便为安全生产提供保障。

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4.4.2、水电站高边坡---长河坝泄洪洞边坡监测系统

长河坝水电站位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内，为大渡河干流水电梯级开发的第10级电站，工程区地处大渡河上游金汤河口以下约4km～7km河段上，坝址上距丹巴县城82km ，下距沪定县城49km。长河坝水电站为大渡河梯级开发的骨干电站，由大唐国际发电股份有限公司投资开发的一等大(1)型水电工程，长河坝水电站枢纽建筑物主要由砾石土心墙坝、泄洪系统、引水发电系统组成,电站装机容量2600MW，近期多年平均发电量约108.0亿KW.h，枯水期平均出力约376MW，远景可达110.4亿KW.h和638MW。电站水库正常蓄水位1690m，正常蓄水位下库容为10.4亿立方米，其中死库容为6.2亿立方米，为季调节水库。项目总投资2320948万元。

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安全监测系统布设在长河坝水电站的泄洪、放空洞进口，共38个监测点，采用GPS+北斗的监测方式，实时监测边坡稳定性情况。利用风光互补的方式进行供电，通过无线网络实时传送到监测办公室服务器，通过解算软件以及分析软件，监测人员可实时了解分析边坡的稳定性，以便做出对应方案。为水电站安全生产保驾护航。

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4.4.3、高速公路边坡—宁武高速（政和段）边坡自动化监测系统

宁武高速公路，全称宁德至武夷山高速公路，起于沈海线福宁高速公路湾坞枢纽互通，经福安、周宁、政和、建阳、武夷山，终于江

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西上饶，全长301.39公里，采用80公里/小时高速公路标准建设；宁武高速公路是规划的国家高速公路“二纵”沈阳至海口线的第四条联络线，起于福建宁德市，终于江西上饶。其中政和段，位移武夷山政和县，处于山区，形成多处高速边坡。

宁武高速（政和段）边坡自动化监测系统共布设GNSS监测点3个，依照边坡地质情况，分布在边坡上。数据通过高速光纤通讯系统，实时传送回监测办公室，工作人员可实时掌握边坡稳定性，并与其他图像传感器等对照，保障高速公路的交通安全。

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4.4.4、土石坝体---中国黄金集团峪耳崖金矿尾矿库坝体位移监测系统

中金黄金股份有限公司河北峪耳崖金矿，位于河北省承德市宽城满族自治县境内。矿区北距承德市127公里；南距唐山市152公里；目前正在兴建的承德--秦皇岛出海公路经由该矿，交通十分便利。1997年，峪耳崖金矿产金突破了32000两大关，昂首迈进“吨金矿”行列。建矿以来，共生产黄金45万两，创造利润1.5亿元，成为具有国内先进水平的国家重点黄金企业。该矿先后获得国家级黄金工业

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发展做出突出贡献的先进集体、省级先进企业、河北省学邯钢先进企业、河北省工业污染治理达标企业、承德市优秀企业、承德市质量管理先进单位等荣誉称号。2000年6月，峪耳崖金矿经改制进入中金黄金股份有限公司，2009年，改制成立河北峪耳崖黄金矿业有限责任公司，从此步入了全新的发展轨道。

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4.5 某滑坡GNSS自动化监测预警系统的介绍

GNSS自动化监测预警系统，主要应用现代化的传感技术、GNSS、计算机技术、现代网络通讯通信技术对在不同的天气或环境下准实时反映滑坡区域变形情况，根据对实时位移数据的实时分析，对分析后适当的数据存储、分类、提取、统计等处理，为中心站日常管理提供各类报表、图形，为边坡预警分析提供决策依据和参考以达到在最短的时间通过短消息、E-MAIL或者声响预警、报警的功效，如下面示意图：

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系统功能示意图

另外，本系统还可实现预警站点分布图、预警站点基本情况的计算机的初级显示等功能。

4.6某滑坡GNSS自动化监测预警系统原理和方法

本系统采用成熟的INTERNET技术、司南高精度GNSS准动态算法等技术。

变形监测网络中的每个GNSS接收机都同时输出GNSS的原始数据,其中包含了GNSS解算的所有必要的载波相位数据、星历等数据。通过无线网桥1或者GPRS/CDMA无线网络传到控制中心。控制中心根据每台GNSS接收机对应的IP地址和端口号，获得每个监测点的原始实

1

无线网桥与GPRS传输相比不需要借助于第三方服务商、一次性投入、传输稳定等优点，所以本系统首选无线网桥的通讯方式。

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时数据流;或者，软件通过远程的端口映射，直接从监测单元的端口获得GNSS的原始数据流。在控制中心服务器上，CDMonitor监测软件准实时解算出各监测点的三维坐标。 4.7某滑坡GNSS自动化监测预警系统组成

数据处理中心建设在大坝控制中心，办公室有总控计算机、数据处理工作站、打印机等硬件设备，而在总控计算机上安装司南CDMonitor软件2。

本监测区在监测区附件周边地质条件好处建立1个基准点，在滑坡区建立9个GNSS监测点，在每个监测点（包括参考站）设置结构牢固的观测墩，观测墩上有强制对中器，固定安装GNSS接收机，将接收机天线用强制对中基座对中固定安装在观测墩上。

控制中心配备一台高性能服务器，用于数据分析和图形处理，以及终端服务。结合CDMonitor软件和其他专业的数据处理软件，实时对数据分析和图形处理。

4.8 某滑坡GNSS自动化监测预警系统技术的先进性

1. 采用我国北斗二代卫星+美国GPS卫星双星双系统进行定位，

进一步保障和提高了整个系统监测的安全性和稳定性，而且更适合山谷中的滑坡体监测。由于BD2和GPS工作原理一致，因此BD2+GPS方案较单GPS方案具有以下优势：

1) 可认为选择接收机所跟踪的同步卫星作为参考卫星，从而

2

CDMonitor软件由数据管理模块、原始数据处理、数据分析、数据库信息管理四个模块组成。

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降低了软件解算时更换参考卫星带来的误差；

2) 增多了可跟踪卫星数，弥补了高轨道卫星数据少的问题，

同时可利用BD2三频技术，增加多余观测，从而较大程度的提高监测解算精度；

3) 增多了可跟踪卫星数，使卫星分布更合理，降低了DOP值，

提高了监测解算精度，特别是所能跟踪GPS卫星少时显得更为重要。

4) 增多了可跟踪卫星数，使得在山区、大桥等高遮挡区域长

时间、稳定、可靠的采用GNSS监测成为可能。

不同遮挡条件下单GPS和BD2/GPS系统全天候正常工作时间对比表 （上海地区，高度角15°，2012年5月） 卫星系统 GPS BD2+GPS

2. GNSS接收机及其配套设备，要求包括从数据采集、集中传输、

遮挡20％ 95％ 100％ 遮挡30％ 61％ 99％ 遮挡40％ 10％ 95％ 解算处理、显示和记录及避雷和防盗等安全保护设施的全部设备，实现将监控数据传输到监控中心并显示；

3. 监测系统无人值守，有人照看、自动运行，年运行可靠率99%

以上，系统可满足7×24小时长时间可靠运行，连续无故障运行时间超过10万小时。在没有太阳的情况下，监测系统设备可依靠备用电源连续工作7天以上；

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4. GNSS硬件具有良好的物理性能和工作性能，适合长时间连续

工作，GNSS接收机天线为大地测量型天线；

5. 本系统可采用无线网桥通讯，数据传输到控制中心准实时处

理；

6. 准实时显示和分析形变量，可间断性评估滑坡体的健康状况； 7. 数据实时输出；

8. 控制中心软件自动解算，最短反应时间可为几分钟到几小时，

并实时进行网平差，自动评估监测结果，而且各参数完全由用户根据不同监测需求自行设置。

9. 设定日常信道报警系统，Web发布以及可通过短消息或E-MAIL

方式报警，无论您在何时何地都可以掌握滑坡体的动态；

10.通过实时监测滑坡点的空间位移，确定滑坡区的变形状况、几

何线形等；

11. 提供高质量的双星四频GNSS测量数据，实时获得毫米级精度

的位置数据，精度为水平：小于±3mm+1ppm ,垂直：小于±5mm+1ppm；

12. 自动生成报表，形成报表的周期用户可自行设计，比如一周、

一天等，一些必要的输出信息用户也可以自动添加或删除，同时根据需要可自动生成各点的周变化曲线、月变化曲线等。

5 某滑坡GNSS自动化监测预警系统方案实施

1) 本GNSS自动化监测系统实施主要包括以下几个方面：

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2) 参考站及监测站选址

3) 参考站及监测站观测墩的建设 4) 通讯电缆的铺设 5) 设备的供电 6) 设备避雷 7) 数据通讯 8) 控制中心的建设

5.1 本监测系统设计依据

某滑坡GNSS自动化监测预警系统技术设计及工程建造依据相关的国家标准和相关行业标准进行，本设计书中所引用的部分技术规范参下表： 名称 全球定位系统测量规范 精密工程测量规范 15314-94 全球定位系统城市测量技术CJJ 73-97 中国建设部 规程 国际UNAVCO组UNAVCO 基准站建立规范 编号 CH2001 GB/T 批准单位 国家测绘局 国家技术监督年份 1994-12-22 局 1997 织 国际IGS委员IGS基准站建立规范 会 21 / 110文档可自由编辑

混凝土结构设计规范 GBJ 10—89 建设部 5.2 某滑坡GNSS监测点的布置

某滑坡GNSS自动化监测预警系统的监测单元包括参考站和监测站，各站点的具体布置方式根据以下要求： 5.2.1 GNSS参考站

（1） GNSS参考站选址

GNSS参考站选址要求应满足以下要求：

 覆盖并均匀分布整个监测区域，并兼顾参考点距离监测点最近

的原则；

 场地稳固，年平均下沉和位移小于2mm；

 视野开阔，视场内障碍物的高度不宜超过15°；

 远离大功率无线电发射源（如电视台，电台，微波站等），其

距离不小于200m，远离高压输电线和微波无线电传送通道，其距离不得小于50m；

 尽量靠近数据传输网络；  观测墩的高度不低于2米；  观测标志应远离震动源。

针对某滑坡项目，考虑到项目部距离监测区距离比较近，同时为了控制中心便于管理和维护，我们将GNSS参考站和控制中心建设在项目部的固定基岩上。

（2） 参考站基建

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参考站观测墩示意图

1） 观测墩的建设要求

在满足以上要求的前提下，其GNSS参考站观测墩的建设应满足以下要求：

 观测墩应浇注安装强制对中标志，并严格整平，墩外壁或内部

应加装（或预埋）适合线缆进出硬制管道（钢制或塑料），起保护线路作用；

 GNSS观测墩采用钢筋混凝土现场浇铸的方法施工。混凝土浇

铸过程中的水泥、沙子、石子及其他添加剂的用量以及混凝土施工的要求均按照表一的要求执行；

 GNSS观测墩中的钢筋骨架采用直径≧10mm的螺纹钢筋，使用

时须在距两端10cm处，分别向内弯成∩形弯（足筋下端30cm处向外弯成∟形弯）用料。裹筋采用直径≧6mm的普通钢筋；

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 基座建造时浇灌混凝土至基座深度的一半，充分捣固后放入捆

扎好的基座钢筋骨架，在基座中心垂直安置捆扎好的柱石钢筋骨架，将柱石钢筋骨架底部与基座钢筋骨架捆扎一起，浇灌混凝土至基座顶面，充分捣固并使混凝土顶面处于水平状态；

 混凝土浇灌至地面下0.2米时，在观测墩外壁应预埋适合线缆

进出的直径不小于25mm的硬质管道（钢制或塑料），供安装电缆保护线路用；

 双星四频天线的保护罩要采用全封闭式（如下图2），以起到

防水、防风等效果，同时天线罩的衰竭率不大于1%；

 可利用观测墩基坑，加筑用于存放太阳能蓄电池的水泥槽。

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观测墩设计图

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强制对中标志

2） 灌制混凝土标石所用材料应符合下列要求

 采用的水泥标号应不低于425。制作不受冻融影响的混凝土标

石，应优先采用矿渣和火山灰质水泥，不得使用粉煤灰水泥。制作受冻融影响的混凝土标石，宜使用普通硅酸盐水泥。在制作受盐碱、海水或工业污水侵蚀地区的标石时，须使用抗硫酸盐水泥。在沙漠、戈壁等干燥环境中的标石，不得使用火山灰质水泥；

 石子采用级配合格的5～40mm的天然卵石或坚硬碎石，不宜采

用同一尺寸的石子；

 沙子采用0.15～3mm粒径的中砂，含泥量不得超过3%；  水须采用清洁的淡水，硫酸盐含量不得超过1%；

 外加剂可根据施工环境选用，如早强剂、减水剂、引气剂等，

其质量应符合相应规定，不得使用含氯盐的外加剂。

水 材配粒 重量，料 直径kg 种类 （mm（体） 积，m3） m3） 水泥 重量，kg 砂 石 重量，重量，kg （体积，（体kg （体配合比例 积，m3） 积，m3） 26 0.6：1：2.2：4.09 0.6：1：1.47：2.73 碎5～4 （0.18石 ） （0.30） ） 26 / 110文档可自由编辑

（0.44（0.82） 248 0.6：1：2.36：4.38 0.6：1：1.61：2.96 卵5～4 （0.17石 ） （0.28） ） ） （0.45（0.83每立方米混凝土制作材料用量表

注：

 表中配合比适用中砂，当采用细砂或粗砂时，水和水泥用量相

应增加或减少17kg和10 kg；

 当采用5～40 mm粒径的碎石或卵石，应将水和水泥用量各增

加10%，砂、石用量不变；

 调制混凝土，须先将砂、石洗净。浇灌标石时，须逐层充分捣

固；

 气温在0℃以下时，必须加入防冻剂，拆模时间不得少于24h，

否则不准施工；

 拆模时间可根据气温和外加剂性能决定，一般条件下，平均气

温在0℃以上时，拆模时间不得少于12h。

（3） 仪器设备的选择

根据本项目的实际情况并参照《全球定位导航系统连续运行参考站网建设规范》，本GNSS自动化监测系统选用司南X300C双星四频监测专用接收机和AT300扼流圈天线，它是分体式设计，具体技术参数请参考“设备选型”。

（4） 设备安装

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参考站设备安装图

对于本监测系统而言，我们在某滑坡建设1个参考站， 5.2.2 GNSS监测站

针对某滑坡滑坡体的具体情况，在边坡存在安全隐患的几个方位分别布置几条监测断面，然后各条断面上根据实际情况设置监测点。在各监测点上安置接收机，各接收机观测的数据无线的方式实时传输到控制中心，控制中心软件准实时解算出各监测点的三维坐标并保存到数据库，最终通过数据分析软件自动分析各监测点的变化量、变化趋势，并结合其它监测设备对排土场整体的稳定性进行分析。

某滑坡滑坡体GNSS监测站和参考站一样，也包括监测站选址、监测站基建、仪器设备的选择及设备安装四个部分：

（1） 监测站站址选择

根据各滑坡体监测区域的实际情况，如地质条件等及参照《GNSS

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测量规范》，具体布置如上图。

（2） 监测站观测墩基建

根据某滑坡滑坡体监测区域的实际情况及监测点所监测的内容，本GNSS自动化监测系统监测站多为普通土层观测墩或者基岩观测墩，为了安全期间，各观测墩建设为1.8米以上为宜。

1) 基岩观测墩

对于基岩观测墩，在基岩坚固结构的基础上打入钢筋支架浇筑混凝土。

基岩观测墩

2)

土层观测墩

对于土层观测墩，埋入地表深度不小于1m，采用基座和立柱的钢筋混凝土结构。

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土层观测墩

注：所有监测站的水泥观测墩的建设标准按照参考基站的建设要求。

（1）

仪器设备的选择

根据本项目的实际情况及所要达到的技术指标，并参照《全球定位导航系统测量规范》，本GNSS自动化监测系统选用司南M300C北斗二代+GPS双星四频GNSS监测专用接收机和AT300双星四频大地测量型天线，具体技术参数请参考“设备选型”。

（2）

设备安装

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监测站安装示意图

5.3 供电系统系统

对于某滑坡GNSS自动化监测预警系统特殊情况，我们采用了太阳能供电的方式：

如下图：我们采用120W的太阳能电池板和200Ah的蓄电池，这样的好处是安全、容易避雷、省工，而且在没有太阳的情况下可以连续工作7天。

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太阳能电池板固定示意图

（1） 太阳能组成

太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。输出的电压为12V，直接供给设备使用，各部分的作用为：

 太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部

分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本，额定的输出电压为17.4V。本系统采用单晶硅太阳能电池板。

 太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状

态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。 本系统采用规格为

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12V/20A的控制器。

 蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、

镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。本系统采用的为铅酸电池，设计容量为100Ah，可以满足阴雨天7天工作时间。

（2） 太阳能供电系统的安装

放置太阳能电池板，倾斜角度在30-45度之间，面对方向根据现场具体环境调节，通过制作三角形的支架固定在水泥板上或监测点保护房上或者水泥立柱上。

蓄电池可埋设在观测墩的附近，埋入地下，防冻并避免日晒雨淋、被盗贼偷盗和外力冲击。

根据某滑坡滑坡体现场情况可以将太阳能电池板放在监测点保护房上面或者单独立柱安装，减少人为盗窃或破坏的可能性。 5.4 数据通讯单元

由于本监测方案的特点是远程控制、远程管理、实时自动化监测、数据双向通讯等特点，所以数据通讯包括两个部分，即控制中心通讯部分和监测单元数据通讯部分,所以我们首选为无线网桥的通讯方式，其次是GPRS，在此项目上由于网络信号较差，在此不作选择。。 5.4.1 无线网桥通讯方式

无线网桥是为使用无线（微波）进行远距离点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现lan互联的存储转发设备，可用于固定数

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字设备与其他固定数字设备之间的远距离（可达20km）、高速（可达11mbps）无线组网。特别适用于城市中的远距离高以及是否加用双向放大器。在无高大障碍（山峰或建筑）的条件下，一对速组网和野外作业的临时组网。其主要的组网方式有三种： 点对点组网，中继的连接，点对多点。

无线通讯示意图

5.4.3 本系统相关通讯方式的布设

针对本监测系统各参考点与监测点的分布，不论采用那种无线通讯方式，通讯路由必须做如下设计：

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某滑坡数据通讯示意图

5.5 雷电防护 5.5.1 雷电的危害性

在连续参考站一定要考虑到防雷电措施，雷电所产生的高电压电磁脉冲对没有相应保护措施如：同轴电缆，天线，数据通讯电缆，电源电缆产生强烈的毁坏作用，直接损坏所连接的电子设备，所以必须安装避雷电接地端。

电涌是微秒量级的异常大电流脉冲。它可使电子设备受到瞬态过电的破坏。随着半导体器件的集成化程度的提高，元件间距的减小，半导体的厚度的变薄，使得电子设备受到瞬态过电破坏的可能性越来越大。如果一个电涌导致的瞬态过电压超过一个电子设备的承受能力，那么这个设备或者被完全破坏，或者寿命大大缩短。

雷电是导致电涌最明显的原因，雷电击中输电线路会导致巨大的经济损失。每一次电力公司切换负载而引起的电涌都缩短各种计算机、通讯设备、仪器仪表和 PLC的寿命。

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5.5.2 直接雷防护

在距观测墩3－3.5米处安装H=7米的普通避雷针，选用Ф16不锈钢制作。支撑杆由两节组成、分别由2寸、1.2寸各三米热镀锌管制作。

地网选用4根50×50×5mm热镀锌角钢为垂直地极L=2.5米，以40×4mm热镀锌扁钢互连，地极埋地深度>0.7米。避雷针基座为500×500×60mm钢筋混凝土，由地网引两根40×4mm热镀锌扁钢与基座连接，接地电阻小于2Ω。

避雷针与天线的距离选择大于3米，是以中等强度的雷电流通过避雷针接地泄流时所产生的感应电磁场到达天线时其强度可衰

减到安全值的范围之内。避雷针高度按照“滚球法”确定，粗略计算即可。

预防直接雷示意图

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某项目避雷针现场示意图

接地电阻要求小于10欧姆，如果当地的土壤电阻率较高，降低防直击雷接地装置接地电阻宜采用下列方法：

 采用多支线外引接地装置,外引长度不应大于有效长度；  接地体埋于较深的低电阻率土壤中；  采用降阻剂；  换土。

5.5.3感应雷保护

 周边高大建筑物比较多，一般不会有直击雷的危害，只考虑感

应雷部分。 GPS天线电缆、通讯射频电缆在接入主机前，必须加装天馈浪涌保护器；

 机柜中的空气开关后端并联一个单项电源避雷器，作为电源部

分的避雷；

 架空电力线和其他架空线的防雷措施一定要处理好，因为这是

引雷重要途径，其防护措施有地埋和装设避雷地线等；

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 电力线进入UPS之前，加装ZGB148A-40电力线电涌防护设备，

隔离UPS和电力线。

单项电源避雷器

感应雷预防

不论是电源避雷还是馈线避雷，避雷器必须接地良好，接地电阻不得大于4欧姆，但是二者可以是同一个地。 5.6 控制中心机房建设

（1） 机房布置及装修的原则

 各类设备需要一定的安装空间、使用空间、维修空间。各类

设备又有各工艺环境要求，如温度、湿度、通风、洁净度，各种供电和照明要求等。

 给工作人员创造健康卫生的工作环境。机房应为工作人员创

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造一个有利于健康、卫生的工作环境。工作人员需要昼夜在机房内工作，为有利于他们的健康、有处于他们精力充沛，机房内应有良好的通风、温度、采光、空间、色彩等环境。

 有利于提高工作效率。机房内设备的布置应有利于操作、管

理，有利于各子系统间的技术联接，有利于统一管理和维护。

 符合安全要求。机房的布置和装修应符合防火、安全警卫、

应急状态工作等要求。

（2） 机房装修的一般规定

计算机房的室内装修工程施工验收主要包括吊顶、隔断墙、门、窗、墙壁装修、地面、活动地板的施工验收及其他室内作业。

室内装修作业应符合《装饰工程施工及验收规范》、《地面及楼面工程施工及验收规范》、《木结构工程施工及验收规范》及《钢结构工程施工及验收规范》的有关规定。

在施工时应保证现场、材料和设备的清洁。隐蔽工程（如地板下、吊顶上、假墙、夹层内）在封口前必须先除尘、清洁处理，暗处表层应能保持长期不起尘、不起皮和不龟裂。

机房所有管线穿墙处的裁口必须做防尘处理，然后对缝隙必须用密封材料填堵。在裱糊、粘接贴面及进行其他涂复施工时，其环境条件应符合材料说明书的规定。

装修材料应尽量选择无毒、无刺激性的材料，尽量选择难燃、阻燃材料，否则应尽可能涂防火涂料。

（3） 监控中心

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监控中心可配备2-3块显示屏，显示监视区域的实时变化情况，并配备声光报警设备，可设24小时有人值班，监控中心整洁明亮，具有一定的美观要求。

监控中心示意图

服务器机房

5.7 外场机柜

室外设备必须统一放在机柜中，主要设备有GNSS接收机、串口服务器等装置，机柜防水密封，具有一定的防盗性。

机柜设计采用50cm×50cm×20cm的不锈钢机箱装置，加防盗锁，

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放在外场机房里。

布设原则：

 按数据传输路径，分别安装天线转换器、GNSS接收机、串口

服务器等。

 供电电源一并引入机柜，并且强电弱电隔离布线，整洁美观，

便于维护。

 机柜下端预留通线孔，供电源数据线的接入。  机柜距离地面宜≥30cm。

 固定螺钉应拧紧，不得产生松动现象。  外加防护警告装置，避免非工作人员破坏。

5.8 存储及处理系统 微机应有以下性能：

（1） 高的散热技术，更好的稳定性（MTBF 20,000小时），并能支

持高达2GHZ主频的CPU,1G内存,Windows XP操作系统

（2） 数据库平台

（3） 网络平台：具有固定IP地址，带宽至少为2M；

（4） 小巧简约的外形设计，节省办公空间，可以随意摆放和移动位

置。

(5) 服务器上应集成数据采集、传输、解算、分析，客户端等软件，满足整个监控系统的需要。

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5.9 监测设备防盗措施

因为本系统具有自动检测、自动报警的功能，所以本监测系统防盗措施主要通过以下3个方面：

1) 建立监测点保护房，放置GNSS主机和天线切换器等； 2) 当监测设备被人拿走或关掉，控制中心就会通过短消息或

E-MAIL的方式发送没有数据的警告给相关人员；

3) 观测蹲及监测点保护房周围设置防护栅栏（如太阳能电池板

供电示意图），在栅栏上贴上电力警示标志；

4) 各监测点做到无人照管有人照看。

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监测时间初始坐标本期监测坐标本周期位移本周期变化率累计位移预估下一周期变化XYH相对参考站距离XYH相对距离△X△Y△H相对距离变化率XYH相对距离变化率△X△Y△H对距离累计变化△X△Y△H相对距离累计变化率所生成的报表

注：报表的内容可以根据实际需要增加或删除。

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6 软件系统 6.1 应用背景

CDMonitor是由上海司南卫星导航技术有限公司基于GNSS全球卫星定位系统并利用现代通讯技术进行的实时与准时GNSS原始数据分析、处理、独立环网平差及数据管理等功能研发的系统软件。这套软件对于人工建筑变形分析－－比如大型桥梁，水坝，大型人工建筑以及油田沉陷，矿山采空区沉陷，城市地下水漏斗沉陷，火山监测，山体滑坡监测等等具有非常大的现实意义。

GNSS（全球卫星定位系统）自八十年代中期投入民用后，已广泛地在导航、定位等各领域应用，尤其在测量界的控制测量中起了划时代的作用。正因为是它在静态相对定位中的高精度、高效益、全天候、不需通视等优点，使人们普遍采用其来代替常规的三角、三边、边角等方法，并在理论、实践中取得了可喜的成果。在精密工程变形监测中也逐步得到广泛的应用。

从国内外的有关研究和应用可以看出GNSS自动化监测系统已经在桥梁、大型建筑、地震、大坝等行业中应用并取得较好的效益。目前，采用GNSS技术用于桥梁等工程变形监测的手段已经被广泛的应用于世界各地。例如：英国Humber桥的GNSS监测系统、日本明石海峡大桥的GNSS监测系统、虎门大桥GNSS监测系统、青马大桥、汲水门大桥和汀九大桥的GNSS监测系统。

上海曾经是中国缓变性地面沉降较为严重的城市，自1921年发现地面

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沉降至今已有80余年，开展地面沉降专项勘查与研究至今已有40年。特别是近十余年来，采用GIS（地理信息系统）和GNSS（全球定位系统）技术，对全市监测网络进行了全面更新与调整，并正在建设完善全市地面沉降自动化预警预报系统工程。

三峡库区地质灾害监测预警工程是国家在三峡库区实施的一项重大减灾工程，国土资源部将实施这一工程。三峡库区地质灾害监测预警工程于2002年3月正式启动后，三峡库区地质灾害防治工作指挥部在全库区建成包括GNSS监测网、综合立体监测网和遥感监测系统的专业监测工程，建立各类监测网点1447个，配备GNSS接收机46台（套），并在重庆市和湖北省的18个区、县的129处滑坡和库岸监测运行。完成了包括地表位移监测、深部变形监测、滑坡推力监测、滑坡地下水监测和宏观巡查监测在内的18个区、县的125处崩塌滑坡库岸综合立体监测网建设。

由CDMonitor为核心构成的变形监测网络中的每个GNSS接收机只需要输出GNSS的原始数据和星历，原始数据包含了GNSS解算所有必要的伪距和载波相位数据等，星历指GNSS卫星发播的广播星历。数据通过广域网、局域网络、串口、无线设备等传到控制中心，控制中心的CDMonitor软件根据每台GNSS接收机对应的IP地址和端口号，获得每个监测点的原始实时数据流，CDMonitor软件对这些原始数据进行实时差分解算，得到各个监测站的坐标，并存入数据库或发送给客户端。

利用CDMonitor软件能进行7×24小时不间断观测。而且，与传统的RTK方式相比，CDMonitor具有精度更高，实时性更强的特点。CDMonitor支持

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各种主流品牌的单多频GNSS接收机混合监控。CDMonitor采用了C/S架构，用户可以进行远程监控。

具体的CDMonitor实时差分变形监测软件的工作流程可用下图表示：

CDMonitor工作流程

如图所示，CDMonitor变形监控软件实现了各个监控站的实时差分定位，并具有图形显示、接收机设置、监控站参数设置、观测数据记录、报警等功能。

采用C/S架构的CDMonitor软件方便用户在办公室、监控中心、家中监测系统的健康状况。

CDMonitor实时差分变形监控软件支持英文和中文。CDMonitor的开发工具为VC++ 6.0。

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6.2 CDMonitor数据处理软件 6.2.1 CDMonitor功能简介: 6.2.1.1 CDMonitor的功能模块

这里用框图来表示CDMonitor的主要功能模块。

CDMonitor功能模块

6.2.1.2 CDMonitor的基本功能

CDMonitor实时差分变形监控软件具有下面的一些基本功能：

 对GNSS原始数据进行7×24小时实时差分处理，进行变形监测，永

不间断；

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 根据接收机的原始数据输出率，数据更新率最高可达20Hz；  可根据系统参数设置，对不同的监测站的实时差分结果进行Kalman

滤波，达到不同的动态要求和精度要求；

 可同时处理多个基站和监测站的数据；

 根据多天运行的结果，建立近期的大气延迟（对流层、电离层）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统的可靠性，而且，根据多基站

的观测数据，可以建立电离层模型，提高长距离监测的精度；根据多基站的处理结果，可以实现实时网平差功能，提高点位精度和可靠性；

 原始数据后处理功能；

 输入接口协议：RS232、CAN、TCP/IP；  输出接口（远程服务）协议：TCP/IP；

 实时显示接收机的信号跟踪状况，如星空图、信噪比、钟差等；  实时显示基线的变化情况，点位的移动情况等；

 原始数据、解算结果的自动保存功能，可根据用户需求进行设置；  对监测站、基站接收机的远程设置功能，软件上有各个GNSS接收机

的独立监控模块，可以向GNSS接收机发送用户更改参数的命令（如采样间隔、高度截止角等）；

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 系统完备性监测功能，可对整个系统的健康状况进行监测；  每个监控站的监控范围可根据用户设置，可从5厘米到5米，相对

的，精度可从2mm到1cm（平面），高程4mm到2cm。

 环境参数输入功能。比如，输入监测站周围障碍物的分布情况，在

数据处理时，能剔除常规方法不能自动剔出的坏数据，提高定位精度。

 具有防死机功能，一旦某个监测站出现死机现象，软件马上会通过

数据信号触发的方式实现接收机自动重启；

 可以调整各个监测站的位置更新率；  支持网络分布式计算；

 软件实现C/S架构，客户端可以运行在远程；

 提供第三方软件接口，如用COM组件的方式实现，可实现远程查询、

管理、报警；

另外，CDMonitor软件可用于桥梁、大坝、矿区等的监测，可针对不同的工作环境对用户图形界面进行定制。如针对桥梁监测，CDMonitor的客户端能提供如下功能：

 数据库功能，长期观测的数据能保存在数据库中；  三维动画；  整体变形示意图；

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 历史数据分析；  趋势图；

 报警功能，报警项可根据用户要求设定，可通过短信、电子邮件等

方式进行报警。

 权限管理：一般用户只能浏览数据，系统管理员才可能对一些参数

进行设置。

 数据分析，即对监控点进行频域和时域分析。

6.2.1.3 数据记录

连接数据库，CDMonitor能够记录用户需要保留的各项信息，根据用户的选择，记录的内容如下：

坐标； 精度（水平和垂直）； GNSS定位数据 PDOP值； 使用卫星颗数； 解类型。 卫星颗数； 每颗卫星的坐标； 卫星数据 每颗卫星的信噪比； 每颗卫星的仰角； 基线解信息 基线向量； 50 / 110文档可自由编辑

基线误差（中误差和相对误差）； 比率值； 协方差阵。 软件本身的工作状态； 系统状态数据 各个机站的工作状态是否正常； 网络连接状态。 6.2.2 CDMonitor算法的特点（与RTK和传统静态模式比较）

集成了RTK功能的CDMonitor软件，除了也能采用RTK方法之外，采用其自身与RTK和传统静态不同的算法后，还具有如下一些特点。

1) 算法

相比RTK及传统静态方法而言，CDMonitor的算法具有如下特点：

 CDMonitor采用采用同时刻（在1微秒之内）的GNSS原始观测值进

行差分解算；而RTK方法不需要差分改正数和流动站的观测数据保持同步，一般的参考站接收机差分改正数广播更新率为1Hz，因此，一般情况下差分改正数会延迟0.5秒到2秒不等，在特别情况下，流动站能允许1分钟之前的差分改正数参与解算；

 CDMonitor可以采用扩展的动态非线性Kalman滤波算法进行差分解

算。

 CDMonitor的算法对系统的硬件要求较高，通常在高性能计算机，而

RTK的算法总是有GNSS接收机生产厂商提供，固化在GNSS接收机内部；静态解算需人工干预，一般采用双差固定解得方式。

2) 精度

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CDMonitor直接应用GNSS接收机的原始数据，参考站和流动站的观测数据保持严格的同步，所以，大气层延迟造成的公共误差被最大程度地抵消，CDMonitor还采用滤波方法消除GNSS动态定位数据中的各种随机误差，是输出的定位结果更符合真实的情况，所以CDMonitor根据采用的GNSS接收机和GNSS天线的不同，可以保证毫米级的定位精度，而通常的RTK接收机动态定位精度为厘米级。

3) 通讯

因为CDMonitor仅要求收到GNSS接收机的原始观测数据，所以，原则上，应要求软件（服务器）与GNSS接收机之间仅要求实现单向通讯。而通常的RTK方法，要求参考站和流动站之间进行通讯，又要求流动站和数据中心之间进行通讯。

下图是在采用串行端口GNSS接收机进行网络监控的情况下，

参考站 RJ45/串口 数据中心 串口/RJ45 流动站 串口/RJ45 CDMonitor和RTK方式需要建立的数据通讯链路示意图：

RTK方式下的数据通讯图

由图可见，RTK方式下，差分改正数和定位结果需要进行多次传输，上图中，一个监测点的差分数据发送到数据中心，需要进行3次串口数据传输，两次网络数据传输。

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流动站 数据中心 参考站 串口/RJ45 CDMonitor数据传输图

由图可见，在CDMonitor方式下，流动站的原始数据仅需要一次串口数据通讯和一次网络数据通讯，就可以到达数据中心，参考站可以直接与数据中心服务器相连。

4) 系统可靠性

RTK通常应用于测量、高精度导航等，对于RTK接收机而言，如GNSS信号发生失锁那么接收机需要重新初始化，求解整周模糊度，从而造成短时间隔内不能正常输出厘米级定位解。

传统的静态数据处理需要人工干预解算、网平差，同时需要在每一个点上分时段长时间观测，如果监测点是处于移动状态则不能解算出有效的结果。

而CDMonitor专为变形监测而设计，适用于桥梁、大坝、矿区、滑坡等的变形监测，软件能长时间持续可靠工作，诸如RTK经常需要重新初始化、静态解算需要人工干预不能监测运动物体、时效性差等缺点在CDMonitor里并不存在。

CDMonitor软件运行在数据中心的计算机上，整个计算功能可以设计成冗余模式，增加系统的可靠性，而RTK方法不能实现类似的功能。

通过上面的介绍，我们可以对CDMonitor软件的各项性能和特点有了一个粗略的了解，其中，特别是CDMonitor对数据通讯的要求较低；同样的

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数据，CDMonitor可以获得更高的精度；CDMonitor可以实现比RTK方法和传统静态方式更高的可靠性。

软件将原来在接收机内进行解算的工作移植到性能更高、速度更快、更稳定的计算机上来进行。系统中所有的GNSS原始数据都通过网络（有线/无线）传回到控制中心的计算机上，软件对所有数据进行同步的、实时的解算。

同时，所有的GNSS接收机设置也都通过控制中心的计算机来执行，完全实现无人值守及远程控制。

CDMonitor 系统为科学家，工程师，灾害监测人员提供实时的、极有价值的人工建筑或自然灾害预警信息。这套系统不用操作人员费时进行数据后处理、分析结果等工作，实时显示变形量，大大延长了预警时间减少自然灾害对生命、财产的损失。而应用CDMonitor系统，可以采用无人值守的方法远程管理几十个监测点。通过设定的临界值，管理者可以通过图形显示得到实时的告警，为决策者提供及时准确的灾害预警信息，避免重大生命、财产损失。

5) 结论

通过上面的介绍，我们可以对CDMonitor软件的各项性能和特点有了一个粗略的了解，其中，特别是CDMonitor对数据通讯的要求较低；同样的数据，CDMonitor可以获得更高的精度；CDMonitor可以实现比RTK方法更高的可靠性。

注：采用CDMonitor软件是完全自动解算，而静态后处理需要人工干

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预。

6.2.3 CDMonitor的软件界面介绍

正常情况下，CDMonitor是在服务器端进行复杂的计算的，用户不需要去浏览这些窗口。但在系统安装阶段或者系统出现故障时，这些窗口提供的信息能帮助我们迅速地解决问题。 6.2.3.1 数据监控窗口

通过接收机数据监控窗口可以观察串口和网络来的数据的格式、数据的更新率、数据包的大小等，管理员通过这些信息可以快速地判断系统的通讯是否正常。

6.2.3.2 接收机监控窗口

通过每秒更新一次的接收机监控窗口，管理员能知道接收机跟踪的卫星数量、接收机的钟差、卫星的载噪比等接收机的关键信息，以确定接收机的工作状况、信号质量等。 6.2.3.3 监测站变形曲线窗口

下面是某监测点的变形曲线。CDMonitor能精确地反映监测体的变形情况。

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6.2.3.4 基线窗口

通过基线窗口，管理员能够快速地知道软件的解算状态。

6.2.3.5 日志

CDMonitor能够自动记录数天来的系统工作状况，供管理员进行分析处理。

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6.2.4 CDMonitor的系统结构 6.2.4.1 系统结构

典型的CDMonitor监测系统由三部分组成：监测单元、数据传输和控制单元、数据处理分析及管理单元。这三部分形成一个有机的整体，监测单元跟踪GNSS卫星并实时采集数据，数据通过通讯网络传输至控制中心，控制中心相关的CDMonitor软件对数据处理并分析，实时滑坡体的形变。

监测单元一个参考站（R1）和八个监测站(M1,M2,…,M8)组成。其中参考站根据实际情况，确定其具体位置；八个监测站根据实际情况，确定其具体位置。

数据传输采用先进的无线高频网桥传输方式，一方面提高了系统通讯可靠性，另一方面提高了数据传输速度。

控制中心配备一台高性能服务器，用于数据分析和图形处理，以及终端服务。结合CDMonitor软件，实时对数据分析和图形处理。

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6.2.4.2 CDMonitor支持的GNSS接收机

 Trimble 接收机;

 NovAtel/Leica双频GNSS接收机；  Javad/Topcon双频GNSS接收机；

 司南 M300C/M300T双星四频GNSS接收机；



Navcom双频GNSS接收机。

6.2.5 服务器和操作系统

CDMonitor的运算量P可以通过下面的公式计算：

PMNH2L2

式中，M为基站的数量，N为监测站的数量，H为更新率，如系统采用了双星四频GNSS接收机，则计算量将翻倍。服务器采用了如下配置：

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 硬件平台：至强服务器 1 CPU，主频3G，2G内存  软件平台：正版Windows XP

这样的配置将占服务器CPU的40%的计算时间，CDMonitor要求软件在正常工作时CPU的平均使用率不超过60％。

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6.2.6 系统通讯网络

CDMonitor软件支持多种通讯方法，而针对本项目我们采用无线网桥的方式。但通常情况下，GNSS接收机由串口输出原始数据，再采用无线网桥将数据通过无线传输的方式传送至数据处理服务器3。下图为控制中心网络拓扑图如下所示：

上图所示为某个已经实施的滑坡监测的通讯网络示意图。参考站和监测站通过无线网桥方式传送GNSS原始数据到控制中心。数据流程是：每个监测站(包括参考站)GNSS接收机的原始数据和星历均由串口—无线网桥—控制中心服务器，仅仅在启动计算时，数据才需要反向传输，即将控制命令由控制中心服务器发送给各个GNSS接收机，通常情况下，在接收机设置好后，这个过程也可以省略。

3如网络仅能实现数据的单向传输，软件同样能实现变形监控的功能。

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注：本监测系统监测区域和控制中心是可以完全分离的，监测区域就是需要进行滑坡监测的滑坡监测点，而控制中心可以在当地，也可以在几公里到几十公里、几百公里以外的办公室，监测人员只要在办公室打开电脑就可以看到滑坡的实际变形量。

6.3基于B/S与C/S架构数据分析软件

B/S架构的基于网页的WEB发布系统，一种是基于C/S架构的本地用户平台发布系统。本两套软件都能实现对监测数据的分析，最终实现监测解算数据以图形化的方式显示，具体流程时数据传输部分在存储数据到数据库的同时，也将解算结果传输给数据分析部分，以实现实时分析。也可以调用数据库的历史数据实现历史统计分析。

分析的主要方式是将监测数据在点面的各方向以时间为横轴生成曲线。对各监测方向设置预警限值，当监测数据达到限值时便启动报警功能，并且根据不同条件设置不同的报警级别。

为了提供给上级专家和领导直观的分析结果，将监测数据生成日常报表。报表可设置周期一天、一周或一月。 6.3.1 C/S架构数据分析软件

软件主要内容包括：客户显示测区信息、数据详表、变化趋势分析、速度过程线、加速度过程线、断面分析模块等。

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软件功能图

（1） 测区信息显示

显示测区现场的图片等信息。下面是某工程的地形图，图上显示各监测测点位置信息。

点位位置分布图

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（2）

数据详表

以表格的形式显示侧区的详细数值。

数据详表

注:此功能可根据需要任意导出所需要的监测数据。

（3） 监测点变化过程线

数据分析最要是通过GNSS监测值的表面位移分析，以及辅助监测手段的深度位移分析。数据分析可以分为实时分析和历史分析，单点分析和面状分析。

表面位移分析可以分为X、Y、Z三个方向，随着时间的延续，各个方向向量值可以生成与时间相关的线性函数。如下图：纵轴表示监测值，横轴表示时间，可以给监测值设置预警限值，并且按照报警级别可以设置不同的限值。

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实时表形曲线

为了得到变形在历史某段时间的变形趋势，还可以通过调用数据库的历史存储数据，生成变形曲线。

历史变形曲线

通过对比两段时间的变形特征，还可以统计出两段时间的变形速率，并进行比较，分析变形情况。

（4） 断面变形分析

对于一个横向的监测点变形统计，可以形成一条断面线，将其生成与时间

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相关的图形可以看出整个断面随时间的波动情况，并监测出变形最大的部位。

表面位移线状分析

（5） 速度过程线分析

以曲线的形式显示选中的点的变化速度曲线，分X，Y，H方向分别表示。软件从数据库中读取速度数据，以曲线的方法显示。如下图：

（6） 加速度过程线分析

以曲线的形式显示选中点的加速度变化曲线，分X，Y，H方向分别表示。软件从数据库中读取加速度数据，以曲线的方法显示。如图：

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（7）

各点矢量变化

位移矢量过程线

（8） 预警预报

根据稳定性分析以及前n期的监测成果模拟监测点的变形曲线，并结合相关资料预报今后的变化趋势。由于影响变形体的因素错综复杂，考虑到系统的通用性，系统提供了回归分析、灰色系统、kalman滤波等传统的模型供选择。根据系统给出的限值进行预警，提供相关工程图纸及地质、水文气象资料，便于变形情况的进一步分析。

1) 报警级别

报警按问题严重情况可以分3各级别：

 一级报警

设备故障或是偶然变形峰值出现，可以上报给值班人员或一般主管。方便工作人员及时查明原因。

 二级报警

变形趋势明显，超过了设定限值，这时报警给安全管理部门领导，以及时作出项目分析和安排。

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 三级报警

当严重变形超限，长时间变形峰值出现，这时说明问题很严重，得迅速上报给县级领导和相关专家，及时做出反映，保障人民群众的生命和财产安全。

2) 报警内容

报警内容以一定的格式，简洁明了的说明事发状况。

例如：某监测点的报警格式设置为：某时间，某监测点，几级报警，X/Y/H变形值。

某监测区域报警格式为：某时间，某区域，几级报警，表面位移及深度位移情况。

3) 报警设置  报警级别

可以默认设置为3各级别，当相关领导专家对报表分析数据作出认为判断认为应该提升或降低报警级别，也可以认为修改。

 报警人员

当相关安全责任人及领导有变的情况下，报警接收人员可以通过系统管理员登录后对其进行添加或删除。

 报警方式

监控现场可以装备警报器，当达到报警级别后启用警报器作出响应。 远程通讯报警，可采用短信息、电话方式或email报警。

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（9） 日常报表

日常报表可以根据各种分析结果，归纳出变化速率，最大变形值，最小变形值，各监测点的稳定性，整体变形趋势都信息。根据需要提供日报、周报或月报等多种报表形式。相关专家和领导通过报表分析可以对被监测体及时作出诊断，并反馈意见。

报表的内容

报表提供精简报表和详细报表两种方式。

1) 精简报表包括

 项目信息：含项目名称、监测单位等；  输出时间：报表统计的开始到结束的时间；  各监测点变化曲线：X,Y,H三个方向的变化曲线；  各监测点数据统计；

 变化峰值时间：变化比较大的数据单独列出，红色显示。 2) 详细报表可以在精简报表的基础上添加：

 参数信息：采样间隔、解算方法、测站数目、IP、端口等

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 传感器状态信息：卫星数目、信噪比等

报表样图

报表的设置

 报表周期设置：报表可以设置一天、一周或一月等任意时间；

 报表项目设置：可以设置选项添加/删除报表内容，点位变化曲线（X、

Y、H）、星空图、信噪比等；

 输出格式设置：设置输出文件格式为PDF、word、htm等；  发送方式设置：设置E-mail或其他发送方式。

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（10）

根据需要可增加的功能

针对不同行业有不同的客户需求，我方的客户端已涵盖：桥梁客户端、滑坡客户端、坝体位移客户端、采空区沉降客户端等，有些模块化的功能会结合客户的实际需求，作为选配模块配置给客户。

1) 对比分析模块

对比分析主要是同一监测点不同时刻的对比分析，不同监测点同一时刻的对比分析，

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对比分析图

2) 数理统计分析

数理统计分析是指经过一段时间监测后，通过此分析可分析出超过某个限差的概率，从而分析整个监测区域的稳定情况。

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数理统计分析

3) 可后期支持添加其他传感器模块

结合接入测斜仪等监测深度位移的传感器。可以在不同深度的点位上测出位移量，在纵向连成一条断面线后，将其生成与时间相关的图形可以看出深度变形的特征。并结合表面位移判断整个滑坡体的变形趋势。

测点示意图

6.3.2 基于WEB发布系统的B/S架构的客户端软件

系统采用B/S模式，通过Web服务器将监测信息发布到网上。通过网上Web浏览器可以查询各监测点测值、监测基本情况、统计分析情况和报表预警信息。

（1） 登录权限

为了提高系统的安全性，把用户分为两种类型：一般用户和管理员用户。对

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一般用户的管理权限作一定的限制，而管理员用户可以进行任何操作。

登陆权限设置

（2） 监测信息查询

系统将各监测点的测值信息发布到网上，通过用户访问可以查看监测点点位测值坐标、实时卫星信息（卫星分布及信噪比等）。

（3） 安全分析查询

系统将监测点变形趋势统计为可视化的滤波曲线，用户可以直观查看监测变化，包括单点变形分析、断面变形分析和三维变形分析。

1）位移实时监测功能 优势特点：

 实时显示最新一周的实时的位移偏移量和位移原数据。偏移坐标单

位为mm,符合实际监测情况。数据显示准确、清晰；

 坐标轴添加了辅助平行线，便于看清数据，时间的范围：

位移变化过程线

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 在每幅图的数据下方都有显示监测点位分布图

 数据变化曲线中存在感应，鼠标放在上面可以显示时间和偏移数据。

警戒线也设置了感应，鼠标放在警戒线的一端，就可以显示此警戒线的数值；

 通过下拉菜单，能看到速度和加速度的实时数据，速度和加速度每

天产生一个数据，清晰的显示在图表中，在图表的右侧显示最新的十组速度和加速度数据。

速度变化曲线

2) 位移监测历史数据功能

 可以方便的利用左侧菜单和时间选择器来查询查询任意监测点的任

何时间段的偏移变化表。右侧显示全部的坐标数据；

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位移监测点三的H位移的历史数据

 速度和加速度在历史数据中也可以任意方便的查询，并显示数值在

右侧；

 断面分析功能：通过选择监测点、时间段，可方便的进行断面分析

功能。通过查看各个监测点变化曲线在X/Y/H三个方向上的趋势离散度和判断此断面的位移和内部相对位移。并有总偏移量图，更好的分析各个点的偏移以及断面的偏移量

（4） 报表下载

添加下载链接，用户可以下载报表文件。

（5） 软件数据接口

我方可根据用户的实际需求，添加相应功能，如测斜仪等设备。

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7 产品选型 7.1 司南GNSS接收机

司南M300C GNSS监测型接收机

主要特点

 采用北斗二代与GPS双星四频GNSS模块；

 高度灵活的分体式接收机、天线设计，适用于变形监测、网络

参考站等系统集成应用；

 内置2000伏光电隔离，对接收机有效进行过流过压保护，预

防雷击；

 使用AutoBase技术，一按钮即可快速实现参考站的日常设置；  450MHz超高频无线电台适用基准站和流动站作业，确保现场

工作的电台信号覆盖范围以及数据安全性；

 支持以太网、GSM/GPRS通讯；

 支持GPS信号和L2C现代化改造后的GPS信号；  时间同步1PPS实时输出。

关键技术

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司南M300C GNSS 监测型接收机采用自主知识产权GPS+北斗二代多模多频模块，紧跟国际卫星定位发展的步伐，为GNSS产业革命性产品，特别在变形监测中的应用，其特点：

 可跟踪我国自主知识产权北斗二代导航定位系统；

 GPS+北斗二代跟踪能力，增多跟踪卫星数量，增加GNSS变形

监测的可用性及可靠性，使在高遮挡地区进行变形监测成为可能，特别是北斗二代组网卫星的不断增多，可用性与可靠性不断加强；

 北斗二代卫星定位系统的独有功能，8颗地球同步卫星，可大

大降低接收机跟踪卫星的PDOP，提高解算精度。 产品性能

 信 号：

– 350通道，GPS L1C/A码L1/L2 P码，北斗二代B1\\B2/B3；  更 新 率：

– 1Hz、2Hz、5Hz；  定位精度：

– 静态精度 水平±(2.5 +1×10×D)mm 垂直

-6

±(5+1×10-6×D)mm

– 动态差分 水平±(10+1×10×D)mm 垂直

-6

±(20+1×10-6×D)mm

 RTK初始化：

– 时间＜20s

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– 可靠性＞99.9%  信号跟踪时间：

– 冷启动＜70s – 温启动＜30s – 热启动＜15s – 信号重捕获＜3s  环境：

– 工作温度-40℃— +70℃ – 存储温度-45℃— +80℃

7.2 GNSS天线

司南AT300GNSS天线

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（1）产品介绍

司南AT300扼流圈天线是一款具有极低相位中心误差的GNSS双星四频测量天线，主要用于一些对测量精度有极高要求的场合，如GNSS地面基准站、地震预测等。该天线采用多馈点微带天线技术，保证天线相位中心与几何中心的重合。内置采用前置滤波技术的低噪声放大器，提高系统抗干扰能力，内置防雷保护电路可长期在户外安装使用。天线外罩采用玻璃钢材料，耐用性能好。 （2）主要特点 3～15V工作电压

低噪声系数，小于2.0dB 低噪放增益为39±2dB 电流一般小于60mA （3）电气性能

频率范围：1575±10MHz/1227±10MHz 极化方式：右旋圆极化RHCP 输入阻抗：50Ohm 驻波比：＜2.0 天线轴比：＜3dB 水平覆盖范围：360° 垂直覆盖范围：90°

相位中心误差：±0.5mm（3σ） 天线单元增益：5.5dBi

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低噪放增益：39±2dB 低噪放噪声系数：＜2.0dB 工作电压：3～15VDC 工作电流：＜60mA (4）机械性能 射频接头：TNC阴头 重量：0.5kg 外罩颜色：白色

工作温度：-40℃～+85℃ 抗风：50-100mph

防雷级别：2KV，1.2/50μS冲击电压，仪器内阻为2欧姆 7.3 GNSS天线罩

GNSS天线罩针对GNSS工作频段（1575±25MHz）建议采用司南定制产品。

司南GNSS天线罩

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（1） 产品特性

 防酸、防盐雾、防紫外线、耐冲击。  防腐，抗老化性能佳，寿命长。  电绝缘性佳,透波性强。

 在高温，低寒等恶劣环境中使用性能更加突出。  外型美观、高档。

 大大提高了天线的优良物理特性。 （2） 技术参数

天线罩在全方位的相位误差为±1°透波率见下图：

GNSS天线罩透波率

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7.4 通讯设备 7.4.1串口服务器

NPort 5100串口设备联网服务器是专为串口设备立即联网而设计的。NPort 5100串口设备联网服务器结构紧凑，是连接RS-232/422/485设备到以太网的理想选择。兼容Microsoft和Linux的操作系统。

（1） 产品优势  体积小巧

 支持Windows/Linux COM串口驱动程序模式  标准TCP/IP接口和多种操作模式

 易于使用、可用于批量安装的Windows工具  所有串口内置15 KV ESD保护  支持网络管理协议SNMP MIB-II

 可通过网络Web/Telnet/控制器端口进行配置  RS-485口终端电阻可调 （2） 规格

以太网口数量 速率 接头 电磁隔离保护 串口数量 1 10/100M 8-pin RJ45 内建1.5KV 1 83 / 110文档可自由编辑

串口标准 端口类型 串口线性保串护 行数据位 通停止位 讯校验位 参数 流控 RS-232 DB9针式 15 KV ESD 5，6，7，8 1，1.5，2 None,Even,Odd,Space,Mark RTS/CTS,DTR/DSR(仅RS-232),XON/XOFF （3） 物理特性

材料 尺寸 工环境参数 作温度 工作湿度 存储温度 电源电源输入 宽温型号 标准型号 铝质（1mm） 无挂耳52×80×22mm 0-55℃ -40-75℃ 5-95%RH -20-85℃ 12-48 VDC 4 KV EFT保护，EN61000-4-4,2KV电涌保护，要求 电源线保护 EN61000-4-5. 84 / 110文档可自由编辑

最具性价比的串口联网解决方案。终端电阻和Pull High/Low电阻可调，在一些特殊环境中，串口信号的反射及干扰较大，经常会影响到通讯效果，这时我们需要使用终端电阻可阻止串口信号的反射。同时信号损耗及匹配是另一个难题，正确的设置pull high/low电阻可以有效防止这些问题的产生。但在这些不同的环境中，电阻的阻值没有一个固定的值，而NPort标准TCP/IP接口和多样的操作模式为现有的软件提供COM/TTY实端驱动。 7.4.2 高频无线传输终端Nanostation2

Nanostation2高频无线传输终端

NanoStation2 是美国UbiquitiTM Networks公司推出的ISM（2.4GHz）频段无线产品。是目前国内体积最小、重量最轻、功能实用、性能稳定、最具性价比竞争力的室外型高频无线传输终端。

NS2采用一体化外壳设计，通过网线PoE方式供电，中文操作系统，极大地简化了设备安装和使用。由于采用专利天线技术，NS2依靠内部天线（设备有外接天线端口），就能达到15公里通信距离。

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（1） 产品优势

 高性价比：优异的性能设计与表现使其在高频无线传输终端常

用范围内凸显优势，不愧为行业首选；

 组网灵活：NS2支持点对点、点对多点、无线中继、Wi-Fi接

入站等模式，而且还有网桥、路由器双重功能；

 高速、远程、稳定：AAP天线技术和增强的无线协议，使无线

链路更稳定、通信效率更高；

 多重安全措施：无线信道宽度可调，支持WEP、WPA、WPA2加

密，MAC地址过滤，终端二层隔离等功能；

 安装调试方便、环境适应性强、操作简单易用。

室外高频无线传输终端构架图

（2） 技术特点

 兼容标准802.11b/g协议的无线终端；

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 支持WDS（无线分布式系统）模式，多个无线AP之间可以通

过无线直接连接，并不影响其无线AP覆盖功能；

 内置专利AAP技术的自适应双极化天线，支持更远距离的无线

稳定传输；

 改进的802.11无线CSMA/CA通信协议，使点对多点传输效率

更高；

 多重安全措施：支持64/128bit WEP加密、WPA、WPA2、MAC

地址过滤、支持二层隔离等多种安全方式；信道宽度可调，无线通信更加隐蔽安全；

 支持QoS服务，提供语音、视频等应用服务质量保证；  全中文操作界面，背板內嵌无线信号指示灯，直接WEB方式在

线软件升级。

（3） 技术参数

1）无线接入特性

工作频段：2.412GHz～2.472GHz (IEEE802.11b/g)； 信道宽带：20Mhz,10Mhz,5Mhz （软件可调）； 天线特性：10dBi双极化内置天线；外接天线； 天线波束：60˚（方位角）；30˚（俯仰角）； 发射功率：10~26dBm（可调）； 接收灵敏度：-97 dBm；

数据速率：1,2,5.5,11,6,9,12,18,24,36,48,54Mbp； 覆盖距离：内置天线15公里（外接天线50公里）；

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网络接口：以太网10/100BASE-TX；POE供电； 最高带宽：25Mbps（TCP/IP Throughput）；

支持协议：IPv4、UDP、TCP、ICMP、Telnet、WEP/WPA、WDS、STP、RSTP、Multicast；

QoS功能：802.11e / WMM支持无线多媒体功能； 网管功能：支持标准SNMP协议； 设备尺寸：26.4cm×8cm×3cm； 设备重量：0.4千克；

供电：12V@1A 以太网供电（4&5 +, 7&8 -）； 电源功耗：最大5瓦； 工作温度：-20℃～+70℃； 工作湿度：5%~95％（非凝结）； 外壳结构：防腐、防雨、防晒； 外壳强度： ETSI300-019-1.4； 可选附件：浪涌抑制器、外接天线等； FCC认证：工信部无线电管理局入网核准证； 7.5 避雷设备 7.5.1电源防雷设备

电源防雷设备选用四川中光单项电源避雷器ZGG40-385型号。

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单项电源避雷器

技术参数

最大持续运行电压UCV：385 标称放电电流In8/20μskA：20 最大放电电流Imax8/20μskA：40 限值电压8/20μs3kAkV：≤1 保护模式：可组成各种保护模式 外形尺寸mm：90×18×62 安装尺寸mm：35mm导轨安装 7.5.2 避雷针

避雷针选用四川中光ZGZ-200-2.1型号避雷针。

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避雷针

技术参数

雷电通流容量kA：200 电阻Ω：≤1 高度m：2.1 质量kg：4.8

最大抗风强度m/s：40 安装尺寸mm：φ70±0.26 7.6 服务器设备

服务器选用DELLR210Ⅱ。

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(1)基本参数

(2)处理器

DELL R210Ⅱ

产品类别：机架式 产品结构：1U

CPU类型：Intel 至强E3-1200CPU型号：Xeon E3-1220 CPU频率：3.1GHz 智能加速主频：3.4GHz 标配CPU数量：1颗 最大CPU数量：1颗 制程工艺：32nm 三级缓存：8MB

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(3)主板

(4)内存

(5)存储

(6)网络 (7)显示系统

总线规格：DMI 5GT/s CPU核心：四核 CPU线程数：四线程

主板芯片组：Intel C202

扩展槽：1×PCI-E x16（二代插槽）

内存类型：DDR3 内存容量：1GB 内存插槽数量：4 最大内存容量：32GB

硬盘接口类型：SATA 标配硬盘容量：500GB

内部硬盘架数：最大支持2块3.5英寸SATA/SAS硬盘光驱：DVD

网络控制器：双端口千兆网卡

显示芯片：Matrox G200eW，16MB显存

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(8)其他 系统管理：BMC，符合IPMI 2.0标准 Dell OpenManage 统一服务器配置器

系统支持：Windows Small Business Server 2011 Windows Server 2008 Foundation R2

Windows Server 2008 SP2，x86/x64（x64含Hyper-V） Windows Server 2008 R2，x64（含Hyper-V v2） Novell SUSE Linux Enterprise Server Red Hat Enterprise Linux

(9)电源性能

电源数量：1个 电源功率：250W

产品尺寸：42.4×434×394.3mm

(10)外观

7.7 配电设备 7.7.1 太阳能供电

（1） 太阳能电池板

选用宁波华升HS-80M-36型号。

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太阳能电池板

技术参数

 电池片类型：单晶  最大功率(Pm)：60W  功率公差：±5%

 最大工作电压(Vpm)：16.8V  最大工作电流(Ipm)：4.76A  开路电压(Voc)：21.5V  短路电流(Isc)：3.72A  电池片数量：36pcs  组件尺寸：1175X527X35mm  最大系统电压：1000V

 电池片品牌：Gintech ,Suntech, CSI,QCELL  测试标准：AM1.5, 25 C ,1000W/m2  接线盒类型：TUV  电线长度：900mm  组件边框：铝合金边框

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 质保：3 年产品质量保证,10 年90%功率 ,25 年80%

功率

 包装：纸箱加托盘，480片/40HG （2） 太阳能蓄电池

选用松下铅酸蓄电池。

太阳能蓄电池

（3） 产品特性

 安全性能好：正常使用下无电解液漏出，无电池膨胀及破裂。  放电性能好：放电电压平稳，放电平台平缓。

 耐震动性好：完全充电状态的电池完全固定，以4mm的振幅，

16.7HZ的频率震动1小时，无漏液，无电池膨胀及破裂，开路电压正常。

 耐冲击性好：完全充电状态的电池从20CM高处自然落至1CM

厚的硬木板上3次无漏液，无电池膨胀及破裂，开路电压正常。

 耐过放电性好：25摄氏度,完全充电状态的电池进行定电阻放

电3星期（电阻只相当于该电池1CA放电要求的电阻），恢复

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容量在75%以上

 耐充电性好：25摄氏度，完全充电状态的电池0.1CA充电48

小时，无漏液，无电池膨胀及破裂，开路电压正常，容量维持率在95%以上。

 耐大电流性好：完全充电状态的电池2CA放电5分钟或10CA

放电5秒钟。无导电部分熔断，无外观变形。

（4） 技术参数

额定额定容电压量( AH ) ( V ) 长 外形尺寸(mm) 参考重量 端子形宽 高 总高 245/22( kg ) 式 12

2 61.6 3 F17/F24 7.7.2 UPS供电

UPS设备选用山特城堡系列C6K(S)~3C20KS。

山特城堡系列UPS电源

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（5） 产品介绍

城堡系列C6K(S)~3C20KS采用双转换纯在线式架构，是最能有效解决所有电源问题的架构设计，对电网出现：断电、市电电压过高或过低、电压瞬间跌落或是减幅震荡、高压脉冲、电压波动、浪涌电压、谐波失真、杂波干扰、频率波动等状况都可以提供良好的解决方案，为用户负载提供安全可靠的电源保障。 城堡系列C6K(S)~3C20KS是一款具有强大适应性、配置灵活的产品。采用先进的DSP数字控制技术，有效提升了产品性能和系统可靠性，并实现更高功率密度的集成和小型化。同时为了全方位满足用户的个性化需求，城堡系列C6K(S)~3C20KS提供了非常丰富的可扩展功能，用户可以根据需要灵活配置。 技术参数：

1）应用环境： 办公室|机房|工业环境 2）3b.输入输出： 单进单出|三进单出 3）功率： 6KVA-20KVA

（6） 产品优势

1）适应中国电网环境

输出功因0.8－适合负载的发展趋势，实现更强的带载能力。 整机效率高达90％，降低UPS的电力损耗，节约用户的使用成本。 采用有源功率因数校正技术（PFC），输入功因接近1，大幅减少了对市电电网的污染。

应对中国电网要求设计，提供宽广的输入电压范围，能适应恶劣

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的电网化境。

优异的输入频率范围使UPS能够适应发电机等不同供电设备。 2）灵活配置，因需而变

丰富的扩展功能，全方位满足客户需求。

在线维修功能：可以在负载持续供电情况下安全进行在线维修。 远程停电功能（EPO）：当紧急事故发生时，可以快速关断UPS. 并机组件：实现并联扩容和并联冗余功能，为用户提供电源规划的弹性和更安全的保障。

防尘组件：提升产品在工业环境下的防尘等级。 隔离变压器：为用户提供隔离保护。 3）小型化，低噪音

采用先进的控制技术和制造工艺，大大提升产品的功率密度，减小产品占地面积，在今日寸土寸金的办公空间里，为您节省宝贵空间。同时机器运行时噪音低，维护您安静的工作环境。

4）智能管理

智能电池管理：采用先进的智能化充电控制方式，根据电池类型和电池的使用状态来选择最优的充电方式，使电池的使用寿命得以延长，并定期自动对电池做充放电管理。并且可以根据需要自由选择电池电压（192V或是240V）。

用户可根据需要查询和设定相应的UPS控制参数，实现UPS的智能管理。

自动识别并适应50/60Hz电源系统，满足不同电源系统的要求。

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完善的故障保护和告警功能：提供输入、输出过压或欠压，电池过充或低压，过载，短路等完备的故障保护和明晰的报警、故障警示功能。

5）高可靠性

采用先进的DSP数字化控制技术，产品性能更优异、品质更稳定可靠.。

带载和过载能力强，负载兼容性好，可以适用各种不同类型的负载。

强大的抗干扰能力，符合IEC61000-4对于抗电磁干扰的严格要求，给您的设备提供干净的电力环境。

6）丰富的通讯和监控

提供RS232通讯接口和通讯线，可用于本地或远程电源管理。 提供智能插槽(Intelligent Slot)，用户可根据需要加载山特公司的WebPower卡（SNMP卡）、CMC卡、AS400卡（干接点卡）来实现远程管理和监控功能。 7.8 其他设备

外场机柜

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外场机柜图

防护等级：IP56(按GB4208－1993) 材料：304不锈钢 表面处理：拉丝 箱体：1.5mm 箱门：2.0mm 安装板：2.5mm 安装板：镀锌

7.9与其他厂家技术参数对比

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接收机性能比较

品牌 静态： 水平 2.5mm+ 1ppm 高程 5mm+ 1ppm 动态RTK： 精度 水平 10mm+ 1ppm 高程 20mm+ 1ppm 静态： 水平 5mm+ 1ppm 高程 10mm+ 1ppm 动态RTK： 水平 20mm+ 1ppm 高程 30mm+ 1ppm (广东省计量监督局审计) OEM101 / 110文档可自由编辑

司南m300c 南方S82 中海达静态： 水平 5m1ppm 高程 101ppm 动态RT水平 201ppm 高程 301ppm (广东省监督局审自主研发gps+bd2 NOVATAL和JAVAD NOVATALJAVAD 板 华司南m300c的厚度(85mm)直径（200mm）比南方S82主和中海达HD5800都要小，机因为X90内部设计结构采用厚最新抑制电磁干扰技术，大度 大降低主机体积，并且提高了工作稳定性和数据精确性 GPS接收天线 基准站永不采用四馈点天线(价格较高)，极大增大信噪比，抑制了多路径效应，实现零相位中心，提高定位精度 基准站利用无线电作业时，直接由电台电源供电，不需要基准站主机电源 102 / 110文档可自由编辑

南方S82(94mm)直径（196mm） 中海达(>100mm径（200采用单馈点天线（价格较低），无法实现零相位中心 采用单馈线（价格低），无零相位中无此项技术 无此项技充电技术 设计合理，国际知名品牌大多采无线电天线 用这种设计，位于主机底部，避免引起信号干扰。天线制造材料质地优良，使用时间可达10年之久 电池仓防水设计 静一键切换，简洁103 / 110文档可自由编辑

设计不合理，位于主机上方，造成信号干扰，影响定位精度。另外在野外测量中携带不方便 设计不合位于主机方，造成干扰，影位精度。在野外测携带不方有 没有 电池外挂露 无任何防计 听声音切换，按两键三态切换 明了，使用极其方便 在噪音教大区域工作会造成不必要的麻烦 示切换，极其麻烦易操作失内部采用高强度内防震设计，承受部3m水泥地摔落，设防水依照IPX7设计计，1m水深浸泡与30分钟，可漂浮。制外壳采用纳米级作材料制造，防震工抗压能力突出 艺 内部主板直接固定在外壳上，无抗震设计。主机只可以用水从上部冲洗，防水等级低。外壳材料采用工程塑胶，抗压能力差 内部主板固定在外上，无抗计。无防计，外壳采用工程胶，抗压差

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8技术支持与售后服务保证

以下是我们公司对采用本系统的客户的承诺的技术服务和系统维护内容，仅供参考，具体的细节可根据客户的需要进行协商。甲方为客户，乙方为司南导航技术公司。 8.1 系统的安装、调试与培训

本系统核心软件必须在约定时间内开发完成，软件开发完成后乙方派技术人员到现场安装及调试，并进行与本系统有关的必要的技术培训；

本系统成功安装后，乙方为甲方指定的最终客户使用人员提供培训。培训的内容包括本项目中软件及硬件的所有功能，采用专人讲解、实际操作和现场进行问题解答的指导方式。 8.2 免费保修承诺

所有产品保修期为一年。保修期内，非因用户人为原因造成的产品故障，公司均有义务免费维修，并在维修期间向用户免费提供备用产品，以确保不延误用户生产和科研。如在保修期内，产品多次发生故障，合计维修时间（不包括在途时间）超过30天，公司将为用户更换同型号产品。

保修期自公司开具发票之日起计算，俩年后保修期满，用户仍享受免费维修服务，如需更换元器件，用户需支付元器件成本费。

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8.3 专业软件免费升级承诺

用户享有终生免费软件升级权利，软件升级指厂方为改进和完善产品的系统和操作而进行的版本升级。 8.4 技术培训承诺

设备安装所在地为用户方人员提供技术培训，培训人员的人数和培训时间用户方确定。

培训计划应包括以下内容： 1）设备的工作原理和技术性能。 2）设备安装、测试。 3）设备维护、操作等。

乙方培训效果及提供以下必要的培训资料、文件和设施： 1）乙方负责对用户进行全面的技术培训，使用户达到能独立进行管理、维护和故障处理等工作，以便用户所使用的硬件、软件产品能够正常、安全地运行。如果甲方在短时间内不能完全接受系统所有内容，乙方有义务多次讲解；

2）乙方的培训对象为系统使用的系统管理员、系统操作员，乙方需提供培训教材。

3）技术培训内容及时间安排：乙方负责派出具有工程师以上职称并具有教学经验的教员，在用户方指定地点、时间提供免费（讲义、资料）培训服务。

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8.5 技术服务承诺

乙方提供一年的免费现场技术支持。

乙方为甲方提供每周7天，每天24小时电话服务和EMAIL咨询服务；

对于系统产生的任何问题，我公司承诺响应时间为4小时，24小时内解答客户疑问（电话或现场指导）。

本系统运行三个月后，公司将于双方均感方便之时到用户单位回访，与用户探讨深层次技术问题，征求用户对本系统和服务的意见，从而使本系统得到改进与完善。 8.6 维修服务承诺

对于所投标的产品，提供终身维修服务，保修期内的维修（如果非人为的因素）提供免费维修。如保修期内设备出现故障，乙方将在4小时内通过电话、传真进行技术维修支持，如无法排除，乙方在24小时内将派遣工程师赴现场，进行故障排除，如无法现场修复，乙方在一周内提供备件等方式并由合格技术人员排除故障。 8.7 超过保修期的维修承诺

对超过保修期的设备,厂家提供维修或提供响应的维修备件,收费仅限于基本材料费及相应杂费。

8.8 配合使用者进行二次功能性开发提供一切必要技术支持的承诺

对于用户要进行二次功能开发，我们公司提供全面的技术支持，

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可以提供二次开发部分源代码。 8.9 定期向供产品升级和更新信息承诺

所投标产品如果厂家有升级和更新的信息，上海司南公司承诺在第一时间通知用户，并每隔一个月主动和用户进行电话交流。

（学习的目的是增长知识，提高能力，相信一分耕耘一分收获，努力就一定可以获得应有的回报）

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