河海大学陈硕获国家专利权
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龙图腾网获悉河海大学申请的专利一种基于北斗GNSS的表面位移监测装置及智能监测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120009931B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510022465.5,技术领域涉及:G01S19/42;该发明授权一种基于北斗GNSS的表面位移监测装置及智能监测方法是由陈硕;杜佳航;刘民生;米家仪;彭秋愉;李泓融;马坤宇;江安未;杨瑞;邓植煊设计研发完成,并于2025-01-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于北斗GNSS的表面位移监测装置及智能监测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于北斗GNSS的表面位移监测装置及智能监测方法,该方法包括基于无人机经电磁方式与底座、现场监测节点的可分离式连接,实现大范围远程自适应快速安装,并结合监测核心模块与终端之间的无线通信传输,实现对高边坡场景下的位移精准监测,底座的吊装通过一种阈值张开嵌入式结构达到锚固效果,能够应用于不同监测场景下,适应不同平整度的地面,保持装置的稳定性;光敏传感器阵列感知环境光线变化,驱动光伏发电板协调扭转,有效提升光能利用效率。本发明对以高边坡监测为代表的人力难以到达的重点区域实现了表面位移安全监测与灾害评估预警,具有非常重要的意义。
本发明授权一种基于北斗GNSS的表面位移监测装置及智能监测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于北斗GNSS的表面位移监测装置的智能监测方法,其特征在于,包括: S1、在电控下电磁铁12与底座2吊装点吸合,完成无人机1与底座2的连接; S2、无人机1基于北斗rtk基准站5的定位,实现飞行控制,执行对底座2的吊运; S3、控制终端41控制无人机1到达指定位置后,控制无人机1达到指定高度,通过无人机1下方摄像头采集的图像数据,确定释放位置,控制终端41发出指令关闭电磁铁12电源,底座2与无人机1脱离; S4、当阈值触发装置216接触到地面时触发,在地面之下将张开锚固套筒218推出并挤出楔形膨胀垫圈217,张开锚固套筒218在土壤内部张开达到锚固; S5、控制终端41控制无人机1的无线通信模块13向数据识别模块22的线圈221发送信号,激活位置传感器223采集底座2所在平面的三向倾角数据,通过线圈221将该数据传输到无线通信模块13,并送回控制终端41,根据该数据手动调节三根可调节短柱312的长度; S6、电磁铁12与节点吊装点吸合,完成无人机1与现场监测节点3的连接;使用控制终端41控制无人机1到达底座2上方位置后,降低无人机1高度,通过无人机1下方摄像头采集的图像数据,确定释放位置,控制终端41发出指令关闭电磁铁12电源,利用榫型定位结构314和卯型定位结构214的连接以及上磁铁313和下磁铁213的连接,实现现场监测节点3与底座2的连接,无人机1飞离; S7、控制终端41通过第一无线通信模块以无线指令的方式激活现场设备,将其从睡眠模式切换至测试模式;自适应监测节点通过GNSS天线327接收北斗rtk基准站5的北斗卫星数据,位移感知模块对该数据进行初步解算,得到观测点的经纬度信息,该信息通过第二无线通信模块和第一无线通信模块传输回终端4;自适应监测节点进入休眠状态; S8、控制终端41通过第一无线通信模块以无线指令的方式激活光敏传感器321,得到环境光变化的状态,追踪光源所在位置,并驱动光伏发电板322在两个方向上进行协调扭转; S9、控制终端41通过第一无线通信模块发送无线指令,将现场设备从睡眠模式切换至监测模式,并设定监测时间间隔和监测次数;设置完成后,现场设备将状态确认信息传回控制终端41; S10、自适应监测节点通过GNSS天线327接收带有时间戳的北斗卫星观测数据,同步获取北斗rtk基准站5的观测数据,并利用该观测数据对自适应监测节点的观测结果进行校准,得到自适应监测节点的高精度经纬度坐标和高程数据; S11、将步骤S10中得到的数据备份到本地储存模块328,并通过无线通信传输至终端4;若无线传输失败,标记传输失败的数据;当无线通信恢复正常时,重新传输标记的数据并清除标记;当数据成功传回终端4后,基于该数据计算现场设备的位移数据; 基于北斗GNSS的表面位移监测装置包括控制端和现场端;其中,控制端包括无人机1、终端4和北斗rtk基准站5;现场端包括底座2和现场监测节点3; 无人机1的下表面搭载吊装高度调节模块11和无线通信模块13,吊装高度调节模块11与电磁铁12连接; 底座2包括底座吊装模块21和数据识别模块22; 底座2上表面的中心位置设计凹槽,凹槽外围分布一圈下磁铁213;凹槽内放置数据识别模块22,用于采集倾角数据,该模块包括依次连接的线圈221、中控电路板222和位置传感器223; 现场监测节点3包括节点吊装模块31、监测核心模块32和节点箱体; 节点吊装模块31包括节点吊装点311、可调节短柱312、上磁铁313和榫型定位结构314; 监测核心模块32包括光敏传感器321、光伏发电板322、电源线323、电源管理芯片324、第二无线通讯模块325、目标感知模块326、GNSS天线327、本地储存模块328和充电电池模组329; 终端4包括控制终端41和第一无线通讯模块42,控制终端41与第一无线通讯模块42连接; 底座吊装模块21包括底座吊装点211、阈值张开嵌入式结构212、下磁铁213和卯型定位结构214; 底座吊装点211数量为四个,分别位于底座2四个侧面的中心;阈值张开嵌入式结构212数量为四个,分别位于底座2下表面的四个角;卯型定位结构214数量为两个,分别位于底座2上表面的两个角; 将可调节短柱312、电源管理芯片324、第二无线通讯模块325、目标感知模块326、GNSS天线327、本地储存模块328和充电电池模组329放置在节点箱体内; 节点吊装点311数量为四个,分别位于节点箱体上方四个侧面的中心;可调节短柱312数量为三个,均匀分布在目标感知模块326下表面的边缘处;上磁铁313设置在节点箱体下方的外表面;榫型定位结构314数量为两个,设置在节点箱体下方外表面的端点处,且与卯型定位结构214的位置对应; 卯型定位结构214和榫型定位结构314构成榫卯定位装置,用于区分底座2和现场监测节点3的组装方向。
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