基于全球导航卫星系统GNSS的安全监测设备、系统和方法

本发明涉及数据监测，并且更具体地涉及，能基于全球导航卫星系统gnss的安全监测设备、系统和方法。

背景技术：

1、为了保证建筑与人员安全，为了保证安全，各种坡体、建筑物、构筑物和堆积物都需要进行监测。例如，《建筑边坡工程技术规范gb 50330-2013》规定，一级边坡工程施工时必须对坡顶水平位移、垂直位移、地表裂缝等进行监测；一级永久性边坡工程竣工后的监测时间不宜少于2年。

2、由于技术限制，传统上这些安全问题主要通过定期的位置测量进行监测和预防，适用于缓慢的蠕变、滑动阶段的监测和报警。随着全球导航卫星系统gnss技术的发展，已经可以通过gnss快速得到监测点位置和速度，而且经过较长时间数据积累可以大大提高位置信息测量精度。由于传统方式的影响，现有gnss都是采用这种需要较长时间数据积累的高精度位置信息来进行安全监测与预防，位置监测的时间间隔往往在几十秒甚至几分钟，同样主要适用于缓慢的蠕变、滑动阶段的监测和报警，无法满足存在缓慢的移动和位置变化时的安全监测。

技术实现思路

1、因此，本发明提出一种基于全球导航卫星系统gnss的安全监测设备，可以在小于1秒或者几秒的时间内快速得到速度信息、位置信息，或者快速得到速度信息，或者快速得到位置信息，从而对相应坡体、建筑物、构筑物和堆积物的安全进行监测。其中，速度信息可以通过多普勒定速快速得到，位置信息通过基于较短时间数据的解算得到。这样，就可以监测到在1秒或者几秒内发生明显的快速移动和较大位置变化，从而预示有可能在较短时间内发生滑动、坍塌、倒塌、爆炸等事故，应发出即时报警以提醒必须立即采取人员撤离等紧急性安全措施。在监测到没有明显的快速移动和较大位置变化，但是存在缓慢的移动和位置变化时，则预示有可能在较长时间内发生事故，应发出预防报警以提醒采取各种预防性安全措施。本发明能够更好地进行安全监测与报警，具有良好先进性和实用性。

2、根据本发明的一个方面，提供一种基于全球导航卫星系统gnss的安全监测设备，所述安全监测设备用于对固定的坡体、建筑物、构筑物和堆积物进行安全监测，所述安全监测设备包括：

3、天线模块，用于接收卫星导航系统的信号并将信号传递给处理模块，所述卫星导航系统包括：北斗卫星导航系统、全球定位系统gps、格洛纳斯卫星导航系统glonass和伽利略galileo卫星导航系统；

4、处理模块，用于从天线模块接收卫星导航系统的信号，基于所述信号采用独立方法确定所述安全监测设备的当前位置和/或者监测速度，并根据报警规则促使报警模块发出即时报警和预防报警；通信模块，用于与一个或多个基准站、基准网络、导航数据中心和/或监测服务器进行通信；

5、报警模块，用于通过声音、光信号和/或网络在所述安全监测设备或者施工现场进行即时报警和预防报警。

6、优选地，所述报警规则包括：

7、在满足下述条件中的任意一个时，进行即时报警：

8、检测到安全监测设备的单次监测速度大于第一速度阈值；

9、检测到安全监测设备在预定时间段内，监测速度大于第二速度阈值的次数达到第一设定次数；

10、检测到安全监测设备在预定时间段内，监测速度连续大于第三速度阈值的次数达到第二设定次数；

11、检测到安全监测设备的单次监测速度大于第一速度阈值，而且位置偏移或短期位置偏移大于第一偏移阈值；

12、检测到安全监测设备在预定时间段内，监测速度大于第二速度阈值的次数达到第一设定次数，而且位置偏移或短期位置偏移大于第二偏移阈值；

13、检测到安全监测设备在预定时间段内，监测速度连续大于第三速度阈值的次数达到第二设定次数，而且位置偏移或短期位置偏移大于第三偏移阈值；

14、检测到位置偏移或短期位置偏移大于第四偏移阈值。

15、优选地，所述预定时间段的时间长度小于1秒、2秒或3秒。

16、优选地，所述报警规则包括：

17、在满足下述条件中的任意一个时，进行对应级别的预防报警：

18、检测到安全监测设备的位置偏移大于第一偏移下限阈值并且小于第一偏移上限阈值；

19、检测到安全监测设备的单次监测速度大于第一速度下限阈值并且小于第一速度上限阈值；

20、检测到安全监测设备的位置偏移大于第二偏移下限阈值并且小于第二偏移上限阈值，并且安全监测设备的单次监测速度大于第二速度下限阈值并且小于第二速度上限阈值。

21、优选地，所述报警规则包括：

22、在检测到安全监测设备的单次监测速度大于第一速度阈值时，减小进行监测的时间步长，并根据监测速度和位置偏移的监测结果进行报警。

23、和/或者，在检测到安全监测设备的位置偏移大于第一偏移阈值时，减小进行监测的时间步长，并根据监测速度和位置偏移的监测结果进行报警。

24、优选地，所述即时报警表示在所述安全监测设备的当前位置处，在未来的第一预测时间区间内发生滑动、变形、断开、裂开、坍塌、倒塌或爆炸的概率大于报警阈值，并且提示采用第一类型的紧急安全措施；

25、所述即时报警的报警方式包括：报警信号类型、间隔时间、持续时间、启动条件以及消除方式。

26、根据本发明的另一个方面，提供一种基于全球导航卫星系统gnss的安全监测系统，所述安全监测系统包括：

27、在边坡工程的监测区域中布置多个如上所述的安全监测设备；

28、从每个安全监测设备获取安全监测设备的位置信息，基于每个安全监测设备的位置信息确定所述边坡工程的监测区域是否为异常状态；以及

29、当确定所述边坡工程的监测区域为异常状态时，生成报警消息。

30、根据本发明的再一个方面，提供一种基于全球导航卫星系统gnss的安全监测方法，所述安全监测方法利用安全监测设备对固定的坡体、建筑物、构筑物和堆积物进行安全监测，所述安全监测方法包括：

31、利用安全监测设备的无线模块接收卫星导航系统的信号并将信号传递给处理模块，所述卫星导航系统包括：北斗卫星导航系统、全球定位系统gps、格洛纳斯卫星导航系统glonass和伽利略galileo卫星导航系统；

32、促使安全监测设备的处理模块，基于从天线模块接收的卫星导航系统的所述信号采用独立方法确定所述安全监测设备的当前位置和/或者监测速度，并根据报警规则促使报警模块发出即时报警和预防报警；以及

33、促使安全监测设备的报警模块，通过声音、光信号和/或网络在所述安全监测设备或者施工现场进行即时报警和预防报警。

34、根据本发明的再一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行如上所述的安全监测方法。

35、根据本发明的再一个方面，提供一种电子设备，包括：

36、处理器；

37、用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

38、所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现如上所述的安全监测方法。

39、本发明的技术方案中的基于全球导航卫星系统gnss的安全监测设备、系统和方法，接收卫星导航系统的信号并基于所述信号采用独立方法确定所述安全监测设备的当前位置和/或者监测速度，并根据报警规则促使报警模块发出即时报警和预防报警；通过声音、光信号和/或网络在所述安全监测设备或者施工现场进行即时报警和预防报警。

40、根据本发明的技术方案，在边坡工程开工之前或者施工期间就能够采用无预先构筑基座的方式快速安装在施工范围内部或者旁边，从而能够在边坡工程一开始或者实施期间长期或者阶段性监测边坡工程造成边坡、建筑物、构筑物、和/或者附着物的位移情况。可以在小于1秒或者几秒的时间内快速得到速度信息、位置信息，或者快速得到速度信息，或者快速得到位置信息，从而对相应坡体、建筑物、构筑物和堆积物的安全进行监测。其中，速度信息可以通过多普勒定速快速得到，位置信息通过基于较短时间数据的解算得到。这样，就可以监测到在1秒或者几秒内发生明显的快速移动和较大位置变化，从而预示有可能在较短时间内发生滑动、坍塌、倒塌、爆炸等事故，应发出即时报警以提醒必须立即采取人员撤离等紧急性安全措施。