[发明专利]大面积软土地基及水工构筑物自动监测系统

权利要求书

1.一种大面积软土地基及水工构筑物自动监测系统，其特征在于：由远程测控终端、无线手持测控终端、无人飞行器测控终端、远程无线网桥、土体表层沉降自动电测子系统、土体内部分层沉降自动电测子系统、土体深层水平位移自动电测子系统、孔隙水压力自动电测子系统、地下水位自动电测子系统、其它用于测量土体及结构性质的自动电测子系统组成；所述每个土体表层沉降自动电测子系统、土体内部分层沉降自动电测子系统、土体深层水平位移自动电测子系统、孔隙水压力自动电测子系统、地下水位自动电测子系统、其它用于测量土体及结构性质的自动电测子系统分布在大地或水下被测点；所述每个土体表层沉降自动电测子系统、土体内部分层沉降自动电测子系统、土体深层水平位移自动电测子系统、孔隙水压力自动电测子系统、地下水位自动电测子系统、其它用于测量土体及结构性质的自动电测子系统上具有无线传输装置；所述每个土体表层沉降自动电测子系统、土体内部分层沉降自动电测子系统、土体深层水平位移自动电测子系统、孔隙水压力自动电测子系统、地下水位自动电测子系统、其它用于测量土体及结构性质的自动电测子系统上的无线传输装置与远程测控终端、无线手持测控终端、无人飞行器测控终端、远程无线网桥形成通信网络。

2.根据权利要求1所述的大面积软土地基及水工构筑物自动监测系统，其特征在于：所述土体表层沉降自动电测子系统，是由装在土体表层的基准点观测桩上的自动跟踪式全站仪和设置在土体表层的两个已知坐标控制点a和已知坐标控制点b上的360度全向棱镜和设置在土体表层的多个待测点观测墩上的360度全向棱镜组成，基准点观测桩上的自动跟踪式全站仪与两个已知坐标控制点上的360度全向棱镜和待测点观测墩上的360度全向棱镜形成光学观测系统；每个基准点观测桩上的自动跟踪式全站仪通过信号线缆连接带有无线通讯装置的土体表层沉降自动电测盒；土体表层沉降自动电测盒可控制自动跟踪式全站仪测量各观测墩上360度全向棱镜的高程并采集所连接的全站仪发来的测量信号，将此采集的信号处理运算出所需测量结果，并将此测量结果经无线电发送至测控终端；

所述土体深层水平位移自动电测子系统由装在土体内部纵向测斜管内的多个固定测斜仪传感器和地表上的通过信号电缆与多个固定测斜仪传感器相连接并带有无线通讯装置的土体深层水平位移自动电测盒组成；土体深层水平位移自动电测盒可控制各固定测斜仪传感器进行测量并采集所连接的固定测斜仪传感器发来的测量信号，将此采集的信号处理运算出所需测量结果，并将此测量结果经无线电发送至测控终端；

所述孔隙水压力自动电测子系统由埋设在土体内部多个土层的多个孔隙水压力传感器和地表上的通过信号电缆与多个孔隙水压力传感器相连接并带有无线通讯装置的孔隙水压力自动电测盒组成；孔隙水压力自动电测盒可控制各孔隙水压力传感器进行测量并采集所连接的孔隙水压力传感器发来的测量信号，将此采集的信号处理运算出所需测量结果，并将此测量结果经无线电发送至测控终端；

所述地下水位自动电测子系统由装在被测土体表层下面的纵向液位管和装在被测土体表层的液位管上端的超声波液位仪组成，超声波液位仪由信号电缆连接带有无线通讯装置的地下水位自动电测盒。超声波液位仪可自动测量地下水位，地下水位自动电测盒可控制超声波液位仪进行测量并采集所连接的超声波液位仪发来的测量信号，将此采集的信号处理运算出所需测量结果，并将此测量结果经无线电发送至测控终端；

以上所述各自动电测子系统以及其它用于测量土体及结构性质的自动电测子系统均含有：用于测量土体及结构性质的传感器、可控制此传感器进行测量及采集测量信号并处理生成测量结果的电测模块、含有固定ID地址可无线连接国际互联网的无线数据传输模块、含有固定ID地址可接收测控终端发来的控制指令并将电测模块所生成测量结果发送至远程测控终端的无线数据传输模块。

3.根据权利要求1所述的大面积软土地基及水工构筑物自动监测系统，其特征在于：所述测控终端可实现五种远程测控方法：

远程测控方法一为：无线手持测控终端可通过无线电远距离向现场任一含有固定ID地址的自动电测子系统发出控制指令，该自动电测子系统将自身ID地址信息和所测得的数据通过无线电回传给远程无线手持测控终端。

远程测控方法二为：无线手持测控终端及远程测控终端均可通过国际互联网(即internet)向现场任一含有固定ID地址并已无线连接国际互联网的自动电测子系统发出控制指令，该自动电测子系统将自身ID地址信息和所测得的数据通过无线连接国际互联网(internet)回传给无线手持测控终端及远程测控终端。

远程测控方法三为：无线手持测控终端及远程测控终端均可通过国际互联网(即internet)与含有固定ID地址可无线连接国际互联网的无线网桥连接，该无线网桥安装位置远离软土地基及水工构筑物监测现场，此无线网桥通过无线电远距离与现场各个含有固定ID地址的自动电测子系统连接。无线手持测控终端及远程测控终端通过国际互联网(internet)及远程无线网桥对现场任一含有固定ID地址的自动电测子系统发出控制指令及接收并储存测得的数据。

远程测控方法四为：无人飞行器测控终端从远程平台起飞，在卫星定位系统的指引下按照预先设定好的巡航路线自动飞行至自动电测子系统所安放现场，并按预先设定好的流程通过无线电自动对现场各个自动电测子系统发送控制指令及接收并储存测得的数据，通过无人飞行器所载摄像头自动摄录现场指定区域影像，完成监测任务后自动沿预先设定好的巡航路线飞回远程平台。可将无人飞行器所采集的数据及影像共享到其他电脑设备上供分析储存。

远程测控方法五为：无人飞行器测控终端通过含有固定ID地址可无线连接国际互联网模块连接到互联网(internet)，无线手持测控终端或远程测控终端均可通过国际互联网(internet)向无人飞行器实时发送各种控制指令及实时接收并储存无人飞行器回传的数据和影像。无人飞行器测控终端从远程平台起飞，飞行期间可通过机载摄像头回传的影像确认飞行姿态及位置并可观察现场指定区域的影像。通过无线手持测控终端或远程测控终端来控制其飞行至自动电测子系统所安放现场，并控制无人飞行器通过无线电向现场任一含有固定ID地址的自动电测子系统发出控制指令，该自动电测子系统将自身ID地址信息和所测得的数据通过无线电回传给无人飞行器，并由飞行器上的无线连接国际互联网模块将测量结果回传到远程测控终端或无线手持测控终端。