华测采空区地表沉降GPS位移在线监测系统.doc

采空区地表沉降GPS位移在线监测系统 技术设计书 上海华测导航技术有限公司系统集成部 2008年4月 目 录 第一章 项目背景 3 1.1采空区地表沉降监测的意义 3 1.2人工监测方法局限性分析 3 1.3 GPS位移在线监测系统优点分析 3 第二章 系统建设目标 4 2.1系统的建设原则 4 2.2系统建设的基本要求 4 2.3系统建成后应具备的功能 4 第三章 系统总体设计 7 3.1 设计依据 7 3.2 系统结构 8 3.3 GPS监测网布置 9 3.3.1 基准站布置 9 3.3.2 监测站布置 10 3.4监控中心 11 3.4.1 监控中心布置 11 3.4.2 GPSensor变形监测软件 11 3.5 通信方式 13 3.6 系统防护设计 14 第四章 设备预算 15 4.1 基准站预算 15 4.2 监测站预算 16 4.3 数据处理中心设备预算 16 第一章 项目背景 1.1采空区地表沉降监测的意义 采煤引起的覆岩破坏和地表沉陷对煤矿生产安全和环境破坏的威胁是非常严重和无法回避的问题。开采沉陷和“三下”采煤引发的环境地质灾害使得矿区建筑物、基础设施、农田受损，生态环境恶化，威胁居民财产和生命安全，激化工农矛盾，是影响矿区经济发展和社会安定的重要因素和关键问题。 通过对沉降区的监测，及时了解和掌握采空区区域的地表沉降演化过程，捕捉该区域塌陷的特征信息，为地表沉降的正确分析、评价、预测、预报及治理提供可靠数据和科学依据。 1.2人工监测方法局限性分析 由人工定期用传统仪器到现场进行测量，安全监测工作量大受天气、人工、现场条件等许多因素的影响，存在一定的系统误差和人工误差。同时，人工监测还存在不能及时监测各项技术参数，难以及时掌握安全技术指标等缺点，这些都将影响的安全生产和安全管理水平。与观测边角相对几何关系的传统测量方法相比，GPS监测具有很大的优点。它可以实现自动化，大大减轻外业强度，同时又能够迅速得到高效可靠的三维点位监测数据。 避免人工读数和记录引起的人为误差。 可以实现远程以及恶劣天气条件下采集数据。 每天可进行24小时连续监测。 可以准确记录失事事件时间，使之与外部因素相关联，比如降雨、地震、人工建造活动。 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。 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。 第二章 系统建设目标 2.1系统的建设原则 GPS位移在线监测系统建设中应坚持“技术先进、高效可靠、经济实用”的原则，系统建设应保证建成后系统的可扩展性（随着地下采空区的扩大，地表沉降范围的扩大，可以增加新的监测点），能为今后系统升级改造后使用，且关键技术均应能得到验证。 2.2系统建设的基本要求 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mm到1cm（平面），高程3mm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，GPSensor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，GPSensor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； 整体变形示意图； 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。 第三章 系统总体设计 3.1 设计依据 系统的建设所参照国家标准及技术规范见下表： 名 称 编号 批准单位 备注 全球导航卫星系统连续运行参考站网建设规范 CH/T2008 国家测绘局 2005 全球定位系统（GPS）测量规范 GB/T 18314 国家测绘局 1991 国家一、二等水准测量规范 GB/T 12897 国家测绘局 1993 工程测量规范 GB 50026 国家技术监督局 1997 计算机信息系统安全保护等级划分准则 GB 17859 CJJ 73-97 中国建设部 1989 测绘产品检查验收规定 CH 1002 国家测绘局 1995 测绘产品质量评定标准 CH 1003 国