广西地方标准北斗智能形变监测系统技术要求（征求意见稿）

ICS13.320A 91DB45广西壮族自治区地方标准DB 45/T XXXXXXXXX北斗智能形变监测系统技术要求Technical requirements of beidou intelligent deformation monitoring systemXXXX - XX - XX发布XXXX - XX - XX实施广西壮族自治区市场监督管理局发布DB45/T XXXXXXXXX前言本标准根据GB/T 1.12009给出的规则起草。本标准由广西壮族自治区标准技术研究院提出。本标准的起草单位：桂林电子科技大学、广西壮族自治区标准技术研究院。本标准主要起草人：5北斗智能形变监测系统技术要求1 范围本标准规定了北斗智能形变监测系统的术语和定义、北斗观测站选址要求、技术要求。本标准适用于地质灾害、尾矿、建筑、交通、水利水电等领域，适用于滑坡形变、矿区边坡形变、桥梁形变、大坝形变、沉降监测（高铁、高速公路电力塔杆、建筑基坑、地表沉降）等。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 19391 全球定位系统（GPS）术语及定义3 术语和定义GB/T 19391规定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1北斗 BD或BDS是特指中国建设的北斗卫星导航系统。3.2全球导航卫星系统 GNSS是全世界范围内卫星导航系统的统称，包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗、欧盟的伽利略系统等，可以利用单系统也包含多系统（多模）进行组合定位。3.3形变监测 Deformation monitoring又叫变形监测，是指融合北斗高精度定位技术、GPS高精度定位技术、无线通讯技术、北斗传输技术等最新技术成果，集合丰富的施工经验中总结出的综合供电、综合避雷等辅助系统，开发出的一套适用于变形监测方面的综合系统。对形变隐患点可能发生的微小位移进行精度实时监测，严密的数据处理和及时反馈，为观测点提供长远持续的形变监测。3.4北斗智能形变监测系统 Beidou functional deformation monitoring system采用包括北斗的GNSS测量方式对目标对象的形变进行监测，利用实时或事后处理方法为用户提供高精度的形变信息。3.5数据传输单元 Data Transfer unit 数据传输单元，用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。3.6BD/GNSS多频监测站 BD/GNSS multifrequency observation station地质灾害形变监测站部署在地质灾害体、建筑物等形变监测目标体上，用于监测位移、角度变化等形变量，是一款利用北斗、GPS、GLONASS多系统卫星定位高精度测算位移和角度变化量的终端设备。 3.7基准站 Base station基准站是对北斗卫星导航信号进行长期连续观测，并由通信设施将观测数据实时或定时传送至数据中心的地面固定观测站。3.8直接雷 Direct lighting flash雷电短时间剧烈地直接作用在导体上造成破坏，这种雷击叫直击雷。3.9感应雷 Lightning induction感应雷也称为雷电感应或感应过电压。它分为静电感应雷和电磁感应雷。一种是指当雷云来临时地面上的一切物体，尤其是导体，由于静电感应，都聚集起大量的雷电极性相反的束缚电荷，在雷云对地或对另一雷云闪击放电后，云中的电荷就变成了自由电荷，从而产生出很高的静电电压（感应电压）其过电压幅值可达到几万到几十万伏。另一种情况是，在雷电闪击时，由于雷电流的变化率大而在雷电流的通道附近就形成了一个很强的感应电磁场，对电子设备造成干扰、破坏。4 北斗观测站选址要求4.1 第一类因素要求4.1.1 地质环境基准站的建设宜选择在地壳运动不显著的区域，地质基础坚实稳定，易于长期保存，安全作业，应选择在远离变形区域的稳定基岩上。4.1.2 视场4.1.2.1 视角宜设置为15、30两档。4.1.2.2 15以上视角范围内应不能有建筑物遮挡。4.1.2.3 如观测恶劣环境条件下，角度可调高至30。4.1.3 干扰因素站址与周围电视台、电台、微波站、通信基站、变电所等大功率无线电发射源的距离应大于200 m，与高压输电线、微波通道的距离应大于100 m。4.1.4 网络环境宜采用近距离通信或移动公网传输。若系统采用近距离通信，基准站与各监测站点间需要保证通视条件；若系统采用3G/4G通信，则在站点选址的时候应测试当地的网络信号情况，且使用系统所用的3G/4G模块现场测试。4.1.5 供电根据现场情况，合理选择供电方式。基站站采用市电或者太阳能供电方式，各监测站点一般采用太阳能供电方式。4.2 第二类因素要求4.2.1 卫星观测数据质量4.2.1.1 多路径60以上MP1平均值小于0.5m，mp2小于0.75m，值越小，抗多路径效应能力越强。4.2.1.2 DOP一般分为15级，值越小的地区定位精度越高，大于5的地区导航信号可用性差。4.2.1.3 o/slips（周跳比）指标的年平均值小于5000，周跳检测（CSR）的年平均值小于5，2/3以上的CSR平均值在10以下。注： CSR计算公式：CSR=1000/(o/slips)4.2.1.4 GNSS建站条件的测试应连续进行24h，并应对测试数据进行分析，其中数据有效率应高于85。4.2.1.5 采用GPS与BDS双模解算时，有效卫星数理论上应大于10颗。4.3 第三类因素要求4.3.1 人文环境应选择治安好、交通方便、当地居民素质较高的地区，保证基准站运行后能够正常运行，并能够降低维护费用，提高维护质量。5 技术要求5.1 系统组成5.1.1 北斗智能形变监测系统主要由传感器子系统、通讯子系统、云数据平台数据处理子系统、监控中心子系统和辅助支持子系统五大部分组成。5.1.2 传感器子系统包括BDS/GNSS多频形变监测站、BDS/GNSS多频精密定位基准站或者北斗地基增强系统组成的CORS网。5.1.3 通讯子系统包括监测区基准站、监测站与云数据中心之间的数据传输。5.1.4 云数据平台数据处理子系统包括数据库、数据解算部分和数据分析部分。5.1.5 监控中心子系统由布置在监控中心的监控终端PC及视频监控显示屏幕等组成。5.1.6 辅助支持子系统包括外场机箱、观测墩、配电线缆和防雷等子系统。其中户外监测设备供电：有市电供电条件的，通过市电供电；没有市电供电条件的，采用太阳能供电系统。5.2 硬件要求硬件应符合以下要求：a) 监测设备功耗要求：3W；b) 监测设备接口要求：RS232、RS485、RJ45网口等；c) 支持BDS与GPS联合定位；d) 北斗RTCM观测编码格式输出；e) 兼容频点:GPS：L1/L2，BD：B1/B2；f) 支持多源监测传感器接入，如温湿度计、雨量计、加速度计、测斜计、应力计、裂缝计等；g) 云数据中心超强计算能力。5.3 软件要求5.3.1 高精度测量功能静态水平精度优于优于2.5 mm+0.5 ppm RMS，静态垂直精度优于5 mm+0.5 ppm RMS。5.3.2 多源监测数据处理支持GNSS测量结果与传统传感器测量结果融合处理。5.3.3 多级预警输出支持三级灾情预测预警。5.3.4 系统管理功能具备系统监控功能，数据管理功能，数据分析功能，远程登录查看监测信息。5.4 系统通讯宜采用有线/无线通信或3G/4G通信。5.5 系统供电5.5.1 市电供电市电供电系统组成应符合以下要求：a) 系统组成：由市电电源和UPS不间断电源组成；b) 市电电源：能够提供220V交流电的供电线路；c) UPS不间断电源：输入输出均为220V交流电，内置蓄电池，在市电停电的情况下，仍能正常提供220V交流电，保证整个GNSS数据采集系统正常不间断运行；d) 系统连接方式：220V市电接入点UPS输入端，UPS输出端与GNSS数据采集系统相连。5.5.2 太阳能供电系统5.5.2.1 太阳能供电系统组成包括太阳能板、太阳能控制器、蓄电池。5.5.2.2 太阳能供电系统应保证在标准光照条件下连续正常供电，蓄电池应保证在无光照条件下满足监测设备连续工作7天的能耗需求。5.6 系统防雷5.6.1 直接雷防护5.6.1.1 北斗监测设备应安装避雷针。5.6.1.2 若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：a) 采用多支线外引接地装置，外引长度不应大于有效长度；b) 接地体埋于较深的低电阻率土壤中；c) 采用降阻剂；d) 换土。5.6.2 感应雷防护5.6.2.1 采用加装电涌防护设备的方法，对GNSS自动化监测系统的感应雷防护，5.6.2.2 在GNSS天线电缆、通讯射频电缆接入主机前加装天馈浪涌保护器，在电力线进入蓄电池之前加装电涌防护设备，隔离蓄电池与电力线，避雷器必须接地良好，接地电阻不得大于4 。5.7 监控中心5.7.1 监控中心应考虑整体防潮、防尘及降温；应配置专用万维网络接入，方便实现远程联接；中心应配置专用机柜、服务器电脑、操作机电脑及显示设备等。5.7.2 监控中心要求整体布局合理、设备规整、运行环境符合相关要求。5.7.3 监控中心应满足以下条件：a) 机房建设面积不小于8 m2，层高不小于2.1 m。b) 机房内控制温度及湿度（温度保持在2030，湿度保持不大于85），应配备空调。c) 监控中心具有值班通讯专线（电话）。5.8 环境特性5.8.1 防护等级外置设备应至少达到IP53级防尘防水。5.8.2 工作环境工作温度：-3060；贮存温度：-4585。