[发明专利]基于卫星技术的广域地质灾害预报系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种广域地质灾害预报系统及方法，特别涉及一种基于卫星技术的广域地质灾害预报系统及方法。

背景技术

目前，在广大地域内的地质灾害预警预报系统，主要是对由于降水量达到地面土壤吸收水份饱和程度后，因地势能量释放，形成地表相对移动，发生泥石流、山体滑坡等等对人类生命财产造成危害的地质灾害进行事故预警。目前，此类地质灾害预警数据的获取，一般是依靠天气预报、降水量测量人工值守、位移区域人工巡查等等，为局部性、小尺度、数据滞后方式。现有预报方式需要安排大量值班人员在地质灾害易发区巡守，以期能够及时发现并预报险情。特别是在防洪季节，常发生山体滑坡、落石等现象，十分危险；同时，需要值班人员24小时密切关注，这样容易造成值班人员的疲劳，靠人力巡守的方式，覆盖范围小、效率低，往往预报滞后于灾情。

国际上较为先进的解决方法包括：在各地的地质灾害易发区安装地表位移传感器，通过有线通信或者无线短波通信将地表位移信息传回地质灾害监控中心，地质灾害监控中心工作人员对各地区地表位移进行观察，发现险情。但这种方式存在诸多缺陷，如：由于有线通信或者无线短波通信的范围小，为覆盖广大地域需要建设大量的通信链路，其安装、维护、更换都需要大量人力物力及成本。存在地表位移传感器受环境的影响较大，地表位移数据母本采样不足，数据传输范围小，监控系统不稳定等等问题。目前，没有一种对广域地区地表位移数据全面采集的方法及对地质灾害进行稳定有效预警预报的监控系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种基于卫星技术的广域地质灾害预报系统及方法。对分布于广域地区的地表位移传感器终端阵列系统系统采集的实时地表位移数据进行分析，地质灾害监控中心利用预先建立的地表位移-地质灾害趋势数学模型，分析发现可能发生地质灾害危险的区域，提前确切发出预报和指令。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种基于卫星技术的广域地质灾害预报系统，所述系统包括空间段和地面段；其中空间段包括地球同步轨道分时数据传输卫星（高轨卫星GEO）和导航定位卫星（中高轨卫星MEO-GEO）；地面段包括地表位移传感器终端阵列系统、地面信号关口站和地质灾害监控中心；

    所述地表位移传感器终端阵列系统用于采集地表位移和位移速度数据；

所述分时数据传输卫星用于对分布于广域地区和地质灾害易发地域的地表位移传感器终端阵列系统采集的地表位移、位移速度等数据进行接收、存储、传输，分时数据传输卫星按照采集数据的时间分辨率和时间顺序，分时采集各地的地表位移传感器终端阵列系统发出地表位移信息；

分时数据传输卫星由多颗地球同步轨道卫星组成，对分布于广域地区和地质灾害易发地域的地表位移传感器终端阵列系统采集的地表位移、位移强度等数据进行接收、存储、传输。分时数据传输卫星按照采集数据的时间分辨率要求，分时对各地的地表位移传感器终端阵列系统数据进行接收、存储、传输，获取该区域地表位移信息；

所述导航定位卫星用于接收并向地面信号关口站传送地表位移传感器终端阵列系统的相对位置信息；

所述地面信号关口站用于接收并发送所述分时数据传输卫星和导航定位卫星的信息；

所述地质灾害监控中心用于接收并分析地面信号关口站发射的数据和信息；

所述地表位移传感器终端阵列系统与分时数据传输卫星连接，分时数据传输卫星与地面信号关口站连接，导航定位卫星与地面信号关口站连接，地面信号关口站与地质灾害监控中心连接；

地表位移传感器终端阵列系统将采集到的地表位移、位移速度等数据传送给分时数据传输卫星，分时数据传输卫星将数据接收、存储并传输给地面信号关口站；

导航定位卫星将采集到的地表位移传感器终端阵列系统的相对位置信息传送给地面信号关口；

地面信号关口接收数据和信号并且将其传送给地质灾害监控中心并由其分析得出地质灾害警示信息。

所述地表位移传感器终端阵列系统包括传感器终端阵列系统定位装置、分时卫星数据传输装置、地表位移数据采集、存储、接收发射装置、自适应控制装置和太阳能电源装置；

通过卫星无线传输链路，所述地表位移传感器终端阵列系统与分时数据传输卫星连接，分时数据传输卫星与地面信号关口站连接，导航定位卫星与地面信号关口站连接；地面信号关口站与地质灾害监控中心由内部通信网路连接；