基于北斗定位系统的三维地理信息的安全监测方法与流程

本发明专利涉及安全监控的技术领域，具体而言，涉及基于北斗定位系统的三维地理信息的安全监测方法。

背景技术：

目前，构建物是交通系统、水利系统以及建筑系统中的建筑，如桥梁、道路、隧道以及基坑等等，这些构建物的造价都是相对比较高的，动辄几亿到几十亿，并且，这些构建物在社会生活、城市建设以及交通中均具有非常重要的战略意义。

目前，由于受到环境、地震、人为因素以及构建物本身结构问题等等因素的作用，例如构建物材料自身性能的不断退化，导致构建物的结构产生不同程度的损伤以及劣化，因此，需要对构建物的进行安全监测，以便实时或者提前获知构建物的数据，避免发生构建物破坏或倒塌的现象。

现有技术中，通过在构建物上设置传感器，传感器监测构建物的监测数据，例如应力变化以及位移等等，并将监测的性能数据传送至后台控制中心，便于后台人员可以获知构建物是否出现一些异常变化等等，以便及时处理等。但是，现有的后台控制中心采用的是构建物的二维模型，且传感器通过无线网络传输，后台人员难以实时获知构建物出现异常的位置，难以实现准确定位以及预警应急指挥的效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供基于北斗定位系统的三维地理信息的安全监测方法，旨在解决现有技术中，构建物的安全监测难以实现精准定位以及应急指挥的问题。

本发明是这样实现的，基于北斗定位系统的三维地理信息的安全监测方法，在后台控制中心建立构建物的可视化的三维模型，在构建物的待监测位置设置北斗监测器，所述北斗监测器监测构建物的空间移动数据，所述北斗监测器通过北斗基站与北斗卫星通讯；所述北斗监测器将采集的构建物的空间移动数据通过北斗基站及北斗卫星实时传输至所述后台控制中心，所述后台控制中心将空间移动数据嵌入所述三维模型，所述三维模型根据空间移动数据动态变化；当所述空间移动数据超过设定值时，所述后台控制中心发出警报。

进一步的，所述构建物上设有传感器，所述传感器监测所述构建物的受力参数，所述传感器通过无线网络将监测的受力参数传输给后台控制中心，所述后台控制中心将接收的受力参数嵌入所述三维模型，并实时显示。

进一步的，所述构建物具有形成在相邻的结构体之间的结构缝隙；所述北斗监测器连接在结构体上，且位于所述结构缝隙的外侧；所述北斗监测器上活动连接有相对结构体上下弹性运动的移动环，所述移动环的侧边朝外延伸有安装条，所述安装条具有朝向结构体的朝向端面，所述朝下端面上设有两个弹性体；所述传感器包括压力传感器，所述弹性体上设有所述压力传感器；所述安装条跨过所述结构缝隙，两个压力传感器分别抵接在两个相邻布置的结构体上。

进一步的，所述弹性体处于预压状。

进一步的，所述安装条的朝向端面设有两个间隔布置的安装槽，所述弹性体的内端固定在安装槽中，所述弹性体的外端延伸出安装槽，所述压力传感器安装在弹性体的外端。

进一步的，所述北斗监测器具有呈柱状的筒壳，所述筒壳的外周设有环状槽，所述环状槽环绕所述筒壳的外周布置；所述环状槽的上部套设有上胶环，所述环状槽的下部套设有下胶环，所述移动环套设在环状槽的中部；所述移动环的上端面抵接着上胶环的底部，所述移动环的下端面抵接着下胶环的顶部；所述上胶环及下胶环分别处于预压变形状态。

进一步的，所述移动环的下端面朝外周延伸，形成平整状的抵接环面，所述抵接环面抵接在下胶环的顶部；所述上胶环的底部设有嵌入环槽，所述嵌入环槽沿着所述上胶环的底部环绕布置，所述移动环的上端面嵌入在所述嵌入环槽中。

进一步的，所述结构体具有朝向结构缝隙的结构端面，所述结构端面设有导向槽，所述导向槽的外周呈圆形状，沿着所述导向槽的径向朝外延伸方向，所述导向槽的深度逐渐缩小；所述传感器包括设置在所述结构缝隙中的滚动传感器，所述滚动传感器呈球体状，所述导向槽的直径大于所述滚动传感器的直径，所述滚动传感器的两侧分别活动嵌入在两个结构体的导向槽中；当两个所述结构体发生错位移动时，两个所述导向槽错位相对移动，所述滚动传感器在两个所述导向槽中滚动。

进一步的，所述滚动传感器的外周覆盖有弹性层。

进一步的，所述导向槽的底部设有多个凹陷位，多个所述凹陷位沿着所述导向槽的径向间隔布置，且环绕所述导向槽的中心布置。

与现有技术相比，本发明提供的基于北斗定位系统的三维地理信息的安全监测方法，通过北斗监测器与北斗卫星的定位监测，可以准确的监测构建物的空间位移，并且，通过建立构建物的三维模型，将北斗监测器监测的空间位移数据嵌入在三维模型中，这样，则可以随时随地监测到构建物的空间位移数据，且可以通过三维模型直观显示，为构建物实现高精度的三维地理信息定位监测，实现预警以及应急指挥的效果。

附图说明

图1是本发明提供的基于北斗定位系统的三维地理信息的安全监测方法的设备主视示意图；

图2是本发明提供的移动环的剖切示意图；

图3是本发明提供的安装座的俯视示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-3所示，为本发明提供的较佳实施例。

基于北斗定位系统的三维地理信息的安全监测方法，在后台控制中心建立构建物的可视化的三维模型，根据实际构建物大小比例以及位置等信息，通过三维立体建模，在后台控制中心中建立三维模型。

在构建物的待监测位置设置北斗监测器103，北斗监测器103监测构建物的空间移动数据，北斗监测器103通过北斗基站与北斗卫星通讯；通过北斗卫星结合北斗监测器103，可以达到厘米级别的空间位移监测，实现高精度监测。

本实施例中，采用湖南联智科技股份有限公司的北斗监测器103进行构建物的空间位移监测。

北斗监测器103将采集的构建物的空间移动数据通过北斗基站及北斗卫星实时传输至后台控制中心，后台控制中心将空间移动数据嵌入三维模型，三维模型根据空间移动数据动态变化；当空间移动数据超过设定值时，后台控制中心发出警报。

上述提供的基于北斗定位系统的三维地理信息的安全监测方法，通过北斗监测器103与北斗卫星的定位监测，可以准确的监测构建物的空间位移，并且，通过建立构建物的三维模型，将北斗监测器103监测的空间位移数据嵌入在三维模型中，这样，则可以随时随地监测到构建物的空间位移数据，且可以通过三维模型直观显示，为构建物实现高精度的三维地理信息定位监测，实现预警以及应急指挥的效果。

当构建物出现坍塌或者其它安全事故等时，通过后台控制中心的三维模型，结合北斗监测器103的监测数据，则可以迅速判断事故的准确位置，实现快速应急指挥的效果。

构建物上设有传感器，传感器监测构建物的受力参数，传感器通过无线网络将监测的受力参数传输给后台控制中心，后台控制中心将接收的受力参数嵌入三维模型，并实时显示。

同时通过配置传感器，可以实时监测构建物的受力参数，并将受力参数嵌入在三维模型后，这样，三维模型结合空间位移数据以及受力参数等，可以更为精准的监测构建物的状态，实现高精度预警效果。

北斗监测器的底部设有固定在构建物上的安装座，安装座中设有上端开口的安装槽404，北斗监测器的下部嵌入固定在安装槽404中，北斗监测器的底部与安装槽404的底部之间具有安装间隔，安装间隔中填充有弹性安装块，弹性安装块处于预压缩状态。

这样，当构建物的正常震动时，带动安装座震动，从而北斗监测器也随之震动，通过弹性安装块缓冲北斗监测器的上下震动，起到保护北斗震动器的作用，其通过北斗监测器的上下震动，可以获取构建物的震动数据。

安装座包括固定在构建物上的环座400以及座体403，环座400围合形成有内环空间401，座体403位于内环空间401中，座体403的外周与环座400的内侧壁之间具有间隔；环座400的内侧壁设有多个倾斜条402，多个倾斜条402沿着环座400的内侧壁的周向间隔布置，倾斜条402的外端朝向内环空间401中部倾斜延伸，且固定连接在座体403的外周；安装槽404设置在座体403中。

这样，随着构建物的震动，由于环座400与构建物固定一起，随着构建物震动，且座体403与环座400之间通过倾斜的倾斜条402连接，这样，倾斜条402起到震动缓冲的作用，配合弹性安装块的弹性作用，安装座对北斗监测器进行二次缓冲作用，起到保护北斗监测器的作用，且更为准确的获取构建物的震动数据。

构建物具有形成在相邻的结构体100之间的结构缝隙101，当发生坍塌等安全事故时，结构缝隙101是最先体现空间位移以及受力变化的位置。

北斗监测器103连接在结构体100上，且位于结构缝隙101的外侧；北斗监测器103上活动连接有相对结构体100上下弹性运动的移动环106，当北斗监测器103出现空间位移时，移动环106也会相对移动。移动环106的侧边朝外延伸有安装条104，安装条104具有朝向结构体100的朝向端面，朝下端面上设有两个弹性体；传感器包括压力传感器105，弹性体上设有压力传感器105；安装条104跨过结构缝隙101，两个压力传感器105分别抵接在两个相邻布置的结构体100上。

通过两个压力传感器105抵接在两个相邻的结构体100上，当两个结构体100之间没有相对位移时，压力传感器105的压力值是一致的，当两个结构体100之间发生相互错位的空间移动时，由于压力传感器105设置在预压的弹性体上，弹性体弹性活动，进而带动压力传感器105的位置变化，从而两个压力传感器105的压力值则出现变化。

当由于一些轻微震动，例如车辆行驶影响时，结构体100之间的空间位移变化较小，压力值的变化处于设定值范围之内，这样，后台控制中心则不会发生预警信息，当压力值的变化超过设定值范围时，后台控制中心结合压力值以及北斗监测器103的监测数据，则进行判断是否为异常事件。

由于结构体100之间发生空间位移时，北斗监测器103也随之位移变化，这样，将移动环106活动设置在北斗监测器103上，可以消除由于北斗监测器103位移变化对两个压力传感器105的压力监测的影响。

弹性体处于预压状，这样，在有限的位移变化范围内，可以保证压力传感器105时刻抵接在结构体100上。

安装条104的朝向端面设有两个间隔布置的安装槽，弹性体的内端固定在安装槽中，弹性体的外端延伸出安装槽，压力传感器105安装在弹性体的外端。这样，可以保证弹性体具有足够的弹性变化距离，满足监测所需。

北斗监测器103具有呈柱状的筒壳，筒壳的外周设有环状槽，环状槽环绕筒壳的外周布置；环状槽的上部套设有上胶环108，环状槽的下部套设有下胶环107，上胶环108及下胶环107在受压时，会挤压变形，当外部压力撤销后，则会恢复原状。

移动环106套设在环状槽的中部；移动环106的上端面抵接着上胶环108的底部，移动环106的下端面抵接着下胶环107的顶部；上胶环108及下胶环107分别处于预压变形状态。这样，当相邻的结构体100之间相互错位移动时，北斗监测器103随之也移动，这样，移动环106会抵压上胶环108或下胶环107，从而可以缓冲移动环106的移动，避免移动环106随着北斗监测器103的移动，影响压力传感器105的压力监测。

当为非事故空间移动时，例如常规震动等等，结构体100会复位，此时，在上交环或下胶环107的恢复作用下，移动环106会复位。

移动环106的下端面朝外周延伸，形成平整状的抵接环面1061，抵接环面1061抵接在下胶环107的顶部；上胶环108的底部设有嵌入环槽，嵌入环槽沿着上胶环108的底部环绕布置，移动环106的上端面嵌入在嵌入环槽中。

由于移动环106本身具有重量，这样，通过将移动环106的下端面设置有平整状的抵接端面，使得移动环106可以平稳的抵接在下胶环107的顶部。移动环106的上端面嵌入在上胶环108的嵌入环槽中，这样，当移动环106相对上胶环108朝上移动时，移动环106可以准确抵压上胶环108朝上变形，避免出现抵接脱位或者抵压受力不均的现象。

结构体100具有朝向结构缝隙101的结构端面，结构端面设有导向槽，导向槽的外周呈圆形状，沿着导向槽的径向朝外延伸方向，导向槽的深度逐渐缩小，也就是说，导向槽是圆形槽，且导向槽的中心位置的深度最深，沿着朝向边缘的方向，导向槽的深度逐渐减小，整个导向槽呈锥形槽状。

传感器包括设置在结构缝隙101中的滚动传感器102，滚动传感器102呈球体状，导向槽的直径大于滚动传感器102的直径，这样，滚动传感器102则可以沿着导向槽的径向滚动。滚动传感器102的两侧分别活动嵌入在两个结构体100的导向槽中；当两个结构体100发生错位移动时，两个导向槽错位相对移动，滚动传感器102在两个导向槽中滚动。

这样，当两个结构体100之间发生错位移动时，可以是空间上的错位移动，收到结构体100的结构端面的抵接作用，滚动传感器102则会相对朝向错位方向滚动，这样，根据滚动传感器102的滚动数据，则可以判断相邻的结构体100的错位移动方向以及移动距离等。当然，根据滚动传感器102的滚动数据，结合北斗监测器103的监测数据，则可以更为精准的判断结构体100的空间移动数据。

滚动传感器102的外周覆盖有弹性层，这样，保证滚动传感器102在两个结构体100的结构端面之间不会发生纯滚动现象，进而影响监测精度。当两个结构体100之间发生空间位移时，滚动传感器102则必然滚动移动。

导向槽的底部设有多个凹陷位，多个凹陷位沿着导向槽的径向间隔布置，且环绕导向槽的中心布置。这样，当两个结构体100之间空间移动停止后，滚动传感器102则可以通过凹陷位固定位置，避免由于打滑恢复至原位置，进而便于针对多次间歇状的空间移动的监测。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替环和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。