本發(fā)明涉及一種基于北斗衛(wèi)星和傳感器的建筑物安全監(jiān)測設備及監(jiān)測方法。

背景技術：

隨著我國現(xiàn)代化建設事業(yè)的發(fā)展，興建了大量城市高層和超高層建筑物、大量的水工建筑物、工業(yè)設施、道路橋梁等市政設施及水庫大壩、山體等生態(tài)環(huán)境，由于各種因素的影響，在這些工程建筑及其設備的運營過程中，都會產(chǎn)生變形，也會因強風荷載作用、地面沉降及地震災害作用造成樓的損害，影響建筑物的使用壽命。這種變形在一定的允許限度內為正常現(xiàn)象；但如果超過了規(guī)定的允許限度，就會影響建筑物的正常使用，嚴重時會危及建筑物的安全甚至造成建構筑物的垮塌等嚴重安全事故，給人民生命和國家財產(chǎn)造成不可挽回的損失。

對于高層建筑的安全性問題，特別是異型結構超高層建筑的安全性問題，國家制定了相應規(guī)范，從施工過程到建筑物使用、運營過程都應進行變形監(jiān)測和建筑物健康評估。

這些建筑物受到地殼移動、風吹、腐蝕、作業(yè)承載不均等的影響，會產(chǎn)生一定的起伏波動和姿態(tài)變化，如果超過一定界限，建筑物就會產(chǎn)生變形、開裂、坍塌、傾倒等致命的危險，威脅到人民的生命財產(chǎn)安全。

因此，對以上建筑物及地質災害安全進行大范圍、全天候、自動化的變形監(jiān)測及分析預警，對人民安居樂業(yè)、普及民生工程具有十分現(xiàn)實的意義。

目前，針對建筑安全的預警模式是人工預警，往往是在裂縫、破損現(xiàn)象加劇到一定程度才會向有關部門匯報后再進行處理。存在以下問題：

1)可能會產(chǎn)生疏漏現(xiàn)象，數(shù)據(jù)片面，與操作員的技術水平相關，可能有人為誤差。

2)可能會錯過突發(fā)階段立即糾正的最有效、最經(jīng)濟的時機。

3)普通民眾不專業(yè)，沒有科學的系統(tǒng)的依據(jù)，根據(jù)自己的判斷進行的預警有可能在程度上和性質上產(chǎn)生誤報現(xiàn)象。

4)預警后因前期觀測資料的缺失和中斷，不得已重新進行一段時間的觀測，為后續(xù)措施提供依據(jù)。

5)傳統(tǒng)方案還存在自動化、實時性、集成化程度較低，精度指標偏低，難以實現(xiàn)大規(guī)模的快速監(jiān)測覆蓋和推廣。

傳統(tǒng)用于建筑安全監(jiān)測的儀器主要有：全站儀、位移傳感器等。而單一采用這些傳統(tǒng)監(jiān)測設備均存在嚴重不足之處。

全站儀監(jiān)測采用自動掃描法，需要對各個測點進行一周的連續(xù)掃描，而且各測點不同步以及大位移時不可測。當監(jiān)測點標高在100m以上時，由于激光發(fā)散角度變大會導致測量精度變低，無法進行多點的實時和同步測量，也無法進行長時間的連續(xù)測量，在最需要進行監(jiān)測的惡劣環(huán)境條件如臺風、暴雨時無法進行測量，在建筑物震動頻率比較高時會導致激光難以捕捉目標，無法進行測量。

位移傳感器是一種接觸型傳感器，必須與測點相接觸，且對于難以接近的點無法測量，另外對于橫向位移測量比較困難。

綜合上述，傳統(tǒng)建筑安全監(jiān)測方式在實際監(jiān)測工作中，監(jiān)測設備之間無法數(shù)據(jù)銜接，導致數(shù)據(jù)孤島，無法做出準確有效的預警和趨勢性分析，對歷史數(shù)據(jù)存在較大的浪費。

隨著建筑規(guī)模的不斷擴大，由于傳統(tǒng)人工檢測方法的自動化、實時性、集成化程度較低，難以實現(xiàn)大規(guī)模的快速監(jiān)測覆蓋和推廣；同時，人為因素造成的誤差和疏漏不可避免，難以滿足長期連續(xù)安全監(jiān)測需要，無法及時、有效地對建筑進行危險性預警；而與此對應的是，大量建筑的安全性能評估亟待長期有效的實測數(shù)據(jù)支持，因此，有必要對建筑安全監(jiān)測進行研究，建立一套高效率、高集成度，通過必要的算法模型，融合多指標的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并能對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)處理、分析的安全監(jiān)測系統(tǒng)，從而做到對建筑及時、有效的形變動態(tài)監(jiān)測和預警。

基于北斗高精度衛(wèi)星定位技術的建筑安全狀態(tài)監(jiān)測設備，它是利用接收北斗導航衛(wèi)星載波相位進行實時相位差分即RTK技術(Real Time Kinematic)，實時監(jiān)測建筑物位移。如果A和B兩點在同一時間內觀測了相同的一組衛(wèi)星(至少四顆)。而且A是一個已知點，通過某種數(shù)據(jù)鏈，把原始改正信息傳到B點，那么B點的位置就可以加以確定。

在此基礎上，對城市大范圍建筑群形成的高精度、長效性的位置監(jiān)測等時空數(shù)據(jù)，可作為未來城市發(fā)展規(guī)劃的有效支撐手段，并對大面積區(qū)域沉降長期趨勢提供有效決策依據(jù)，同時也是智慧城市發(fā)展的有機組成部分。

技術實現(xiàn)要素：

為克服背景技術中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種基于北斗衛(wèi)星和傳感器的建筑物安全監(jiān)測設備及監(jiān)測方法。

本發(fā)明解決上述問題的技術方案是：

基于北斗衛(wèi)星和傳感器的建筑物安全監(jiān)測設備，包括位于室外的監(jiān)測站和基準站、位于室內的信號采集控制器和位置服務平臺、位于遠端的建筑安全監(jiān)測平臺，且監(jiān)測站和基準站的相對位置已知；

所述監(jiān)測站包括用于實時接收北斗衛(wèi)星發(fā)送的信號的天線，若干個天線分散安裝在被監(jiān)測建筑物的不同監(jiān)測點上，以根據(jù)接收的信號獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述天線與信號采集控制器相連；

所述信號采集控制器包括用于接收來自天線的監(jiān)測數(shù)據(jù)的第一接收模塊、用于將第一接收模塊的監(jiān)測數(shù)據(jù)輸送給第一數(shù)據(jù)存儲模塊儲存的第一傳輸模塊；還包括第一通訊模塊，第一存儲模塊通過第一通訊模塊與位置服務平臺相連；所述第一接收模塊、第一傳輸模塊、第一存儲模塊和第一通訊模塊依次相連；還包括供電模塊，所述供電模塊與接收模塊、第一傳輸模塊和第一存儲模塊一一連接；

用于為監(jiān)測站提供定位參考信息的基準站設置在固定位置處，所述基準站包括用于接收北斗衛(wèi)星發(fā)送的信號的第二接收模塊、用于將來自第二接收模塊的信號數(shù)據(jù)處理成定位參考信息的處理器和存儲所述定位參考信息的第二存儲模塊，所述第二存儲模塊通過第二通訊模塊與位置服務平臺相連；

處理器將來自第二接收模塊的信號數(shù)據(jù)處理成基準站的位置信息，由于基準站設置在固定不動的位置處，且基準站與監(jiān)測站的相對位置信息已知，可為監(jiān)測站提供定位參考信息。

所述位置服務平臺包括用于將監(jiān)測數(shù)據(jù)和定位參考信息解算出監(jiān)測站的定位信息的解算模塊、將定位信息發(fā)布給建筑安全監(jiān)測平臺的發(fā)布模塊和儲存定位信息的第三存儲模塊；

所述建筑安全監(jiān)測平臺具有處理來自位置服務平臺的定位信息的處理模塊，還包括對處理模塊處理后的定位信息進行分析并判斷監(jiān)測點是否有形變位移的分析判斷模塊，所述分析判斷模塊與報警模塊相連；

所述信號采集控制器還包括輔助監(jiān)測裝置，所述輔助監(jiān)測裝置包括用于監(jiān)測監(jiān)測點相對于水平面的傾角變化量的傾角傳感器、用于監(jiān)測監(jiān)測點沉降值的靜力水準儀、用于測量距監(jiān)測點距離的激光測距儀、用于測量監(jiān)測點的傾斜方向和傾斜角度的傾斜儀；每個監(jiān)測點上均設有所述傾角傳感器、靜力水準儀和傾斜儀，且激光測距儀設置在監(jiān)測點的一側；

激光測距儀測量的是激光測距儀測量與監(jiān)測點之間的距離。

所述傾角傳感器、靜力水準儀、傾斜儀和激光測距儀均通過第二傳輸模塊與第一存儲模塊相連，所述第二傳輸模塊與第一存儲模塊相連，且供電模塊與第二傳輸模塊相連。

利用本發(fā)明所述的基于北斗衛(wèi)星和傳感器的建筑物安全監(jiān)測設備實施的監(jiān)測方法，包括以下步驟：

1)位于不同監(jiān)測點的天線接收來自北斗衛(wèi)星發(fā)送的信號，以獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)，且天線將接收到的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至信號采集控制器；

2)信號采集控制器的第一接收模塊接收來自天線的監(jiān)測數(shù)據(jù)，第一傳輸模塊將監(jiān)測數(shù)據(jù)輸送給第一數(shù)據(jù)存儲模塊存儲，且第一存儲模塊通過第一通訊模塊將監(jiān)測數(shù)據(jù)輸送給位置服務平臺；

3)同時，傾角傳感器、靜力水準儀、激光測距儀和激光測距儀將采集到的各監(jiān)測點的傾角變化量信息、沉降值信息、與激光測距儀的距離信息、傾斜方向和傾斜角度信息均通過第二傳輸模塊輸送給第一存儲模塊儲存，且監(jiān)測點的傾角變化量信息、沉降值信息、與激光測距儀的距離信息、傾斜方向和傾斜角度信息構成輔助監(jiān)測信息；第一存儲模塊通過第一通訊模塊將輔助監(jiān)測信息輸送給位置服務平臺；

4)同時，基準站的第二接收模塊接收來自北斗衛(wèi)星發(fā)送的信號，且處理器將來自第二接收模塊的信息數(shù)據(jù)處理成基準站的位置信息，基準站的位置信息、基準站與不同監(jiān)測點之間的相對位置信息構成監(jiān)測站的定位參考信息；第二存儲模塊存儲所述的定位參考信息，且所述的定位參考信息通過第二通訊模塊輸送給位置服務平臺；

5)位置服務平臺獲得定位參考信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)和輔助監(jiān)測信息，解算模塊根據(jù)所述定位參考信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)和輔助監(jiān)測信息解算出不同監(jiān)測點的實時空間坐標數(shù)據(jù)，不同監(jiān)測點的所述實時空間坐標數(shù)據(jù)構成監(jiān)測站的定位信息；第三存儲模塊存儲所述定位信息，且發(fā)布模塊將所述定位信息發(fā)布給建筑安全監(jiān)測平臺；

6)所述建筑安全監(jiān)測平臺獲得所述定位信息，所述處理模塊將所述定位信息處理成建筑安全數(shù)據(jù)，分析判斷模塊根據(jù)所述建筑安全數(shù)據(jù)判斷被監(jiān)測建筑物的安全狀態(tài)，當分析判斷模塊判斷被監(jiān)測建筑物發(fā)生形變位移時，報警模塊報警，當分析判斷模塊判斷被監(jiān)測建筑物安全時，報警模塊不動作。

本發(fā)明基于北斗衛(wèi)星的相對定位原理來監(jiān)測建筑物位移及沉降：相對定位是指用兩臺(或多臺)接收機(即本發(fā)明的第一接收模塊和第二接收模塊)分別安置在一條(或多條)基線的兩端，同步觀測相同的北斗衛(wèi)星，以確定基線端點的相對位置或基線向量。在相對定位時，通過對觀測量求差，可以消除衛(wèi)星鐘差、接收機鐘差，削弱電離層和對流層折射的影響，消去整周模糊度參數(shù)等，使基線精度提高。如圖1所示，如果A和B兩點在同一時間內觀測了相同的一組衛(wèi)星(至少四顆，分別為S1、S2、S3、S4)。而且A點(即基準站)是一個已知點，通過某種數(shù)據(jù)鏈，把原始改正信息傳到B點(即監(jiān)測站)，那么B點(即監(jiān)測站)的位置就可以加以確定。

在需要監(jiān)測的建筑物(危房)頂部布置監(jiān)測站，在穩(wěn)定的區(qū)域(穩(wěn)定的樓房)頂部布置基準站，然后通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)把基準站和監(jiān)測站的原始數(shù)據(jù)同時發(fā)送到數(shù)據(jù)中心的位置服務平臺，通過基準站和監(jiān)測站之間基線解算獲取監(jiān)測站高精度的實時三維坐標；建筑安全監(jiān)測平臺對建筑的的形變監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析、成圖、預警、報表；

基準站將接收到的衛(wèi)星差分信息經(jīng)過光纖實時傳遞到位置服務平臺。位置服務平臺接收衛(wèi)星信號及基準站信息，進行實時差分后可實時測得監(jiān)測站各監(jiān)測點的三維空間坐標。此結果將送到建筑安全監(jiān)測平臺，結合系統(tǒng)識別，振動理論，振動測試技術，信號采集與分析等跨學科技術的實驗模態(tài)分析法。建筑安全監(jiān)測平臺對接收的差分信號結果進行建筑物的位移、傾斜計算，提供建筑安全管理部門進行安全分析。

建筑物頂部設置北斗衛(wèi)星定位監(jiān)測站，能夠有效采集主要的安全監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)多點監(jiān)測，可以有效反映建筑整體沉降、傾斜、滑移等危害情況。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：

本發(fā)明所述的監(jiān)測設備具有精度高、無人值守、全天候獲取實時數(shù)據(jù)、全方位監(jiān)測、趨勢性分析和預警的優(yōu)點。相比傳統(tǒng)的人工監(jiān)測方法，本發(fā)明所述的監(jiān)測方法具有以下優(yōu)點：

1)高精度三維定位

北斗衛(wèi)星可同時精確測定監(jiān)測站的平面位置和大地高，即一次性獲得高精度的監(jiān)測點的三維坐標，實現(xiàn)了監(jiān)測時域、空域的嚴格統(tǒng)一，對進一步數(shù)據(jù)處理和變形分析具有重要作用，北斗高精度定位的精度可達到毫米級。

2)數(shù)據(jù)直觀可靠，杜絕人為失誤與誤差

響應快速，短基線快速定位，其觀測時間僅需數(shù)分鐘，且定位精度高，杜絕人工操作失誤與誤差。

3)全天候作業(yè)，真正實現(xiàn)不間斷持續(xù)監(jiān)測

北斗用戶一天內任意時刻可同時觀測到4顆以上的衛(wèi)星，可全天候連續(xù)進行北斗定位測量，傳感器安裝在被監(jiān)測建筑體上，通過一定的協(xié)議完成數(shù)據(jù)的傳輸，同樣可全天候進行監(jiān)測，北斗衛(wèi)星監(jiān)測和傳感器均不受氣候條件的影響，大大提高了監(jiān)測效率，減少了外業(yè)工作強度。

4)觀測站點無須通視，點位選擇更加靈活

利用北斗進行定位時，對測站間的通視情況不作要求，只要測站信號接收良好，點位易于保存即可，因此北斗監(jiān)測網(wǎng)在選點時更加靈活、方便，避免了常規(guī)測量中觀測過渡點和轉點的工作量。

5)短時間內大面積覆蓋

系統(tǒng)操作操作簡單，無需進行手工重復勞動，可以節(jié)省大量人力物力，短時間內實現(xiàn)大面積覆蓋。

6)多指標數(shù)據(jù)融合

收集與監(jiān)測建筑相關的詳盡基礎檔案，如建設年份，建筑樓層、樓高，建筑結構、建筑類型，通過傾斜儀、靜力水準儀等傳感器設備采集監(jiān)測建筑當前的受損狀態(tài)，結合監(jiān)測建筑所在地的地質類型，氣象部門多年積累的氣象數(shù)據(jù)記錄，以及實時氣象數(shù)據(jù)，根據(jù)力學模型，對建筑物變形趨勢進行科學合理的預測，給出三維變形趨勢圖。

7)建筑歷史數(shù)據(jù)積累與趨勢分析

通過對歷史數(shù)據(jù)的積累和分析，融合多種監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過相對應分析模型的應用，可對建筑進行趨勢性分析，以及出現(xiàn)異常情況時的預警，為全國或各城市的建筑狀況評估和評判提供基礎數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1是基于北斗衛(wèi)星的相對定位原理示意圖。

圖2是本發(fā)明的原理示意圖。

具體實施方式

參照附圖2，基于北斗衛(wèi)星和傳感器的建筑物安全監(jiān)測設備，包括位于室外的監(jiān)測站和基準站5、位于室內的信號采集控制器2和位置服務平臺3、位于遠端的建筑安全監(jiān)測平臺4，且監(jiān)測站和基準站的相對位置已知；

所述監(jiān)測站包括用于實時接收北斗衛(wèi)星發(fā)送的信號的天線1，若干個天線1分散安裝在被監(jiān)測建筑物的不同監(jiān)測點上，以根據(jù)接收的信號獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述天線1與信號采集控制器2相連；

所述信號采集控制器2包括用于接收來自天線1的監(jiān)測數(shù)據(jù)的第一接收模塊21、用于將第一接收模塊21的監(jiān)測數(shù)據(jù)輸送給第一數(shù)據(jù)存儲模塊23儲存的第一傳輸模塊22；還包括第一通訊模塊26，第一存儲模塊23通過第一通訊模塊26與位置服務平臺3相連；所述第一接收模塊21、第一傳輸模塊22、第一存儲模塊23和第一通訊模塊26依次相連；還包括供電模塊27，所述供電模塊27與接收模塊21、第一傳輸模塊22和第一存儲模塊23一一連接；

用于為監(jiān)測站提供定位參考信息的基準站5設置在固定位置處，所述基準站5包括用于接收北斗衛(wèi)星發(fā)送的信號的第二接收模塊51、用于將來自第二接收模塊51的信號數(shù)據(jù)處理成定位參考信息的處理器52和存儲所述定位參考信息52的第二存儲模塊53，所述第二存儲模塊53通過第二通訊模塊54與位置服務平臺3相連；

處理器52將來自第二接收模塊51的信號數(shù)據(jù)處理成基準站5的位置信息，由于基準站5設置在固定不動的位置處，且基準站5與監(jiān)測站的相對位置信息已知，可為監(jiān)測站提供定位參考信息。

所述位置服務平臺3包括用于將監(jiān)測數(shù)據(jù)和定位參考信息解算出監(jiān)測站的定位信息的解算模塊、將定位信息發(fā)布給建筑安全監(jiān)測平臺的發(fā)布模塊和儲存定位信息的第三存儲模塊；

所述建筑安全監(jiān)測平臺4具有處理來自位置服務平臺的定位信息的處理模塊，還包括對處理模塊處理后的定位信息進行分析并判斷監(jiān)測點是否有形變位移的分析判斷模塊，所述分析判斷模塊與報警模塊相連；

所述信號采集控制器2還包括輔助監(jiān)測裝置25，所述輔助監(jiān)測裝置25包括用于監(jiān)測監(jiān)測點相對于水平面的傾角變化量的傾角傳感器、用于監(jiān)測監(jiān)測點沉降值的靜力水準儀、用于測量距監(jiān)測點距離的激光測距儀、用于測量監(jiān)測點的傾斜方向和傾斜角度的傾斜儀；每個監(jiān)測點上均設有所述傾角傳感器、靜力水準儀和傾斜儀，且激光測距儀設置在監(jiān)測點的一側；

激光測距儀測量的是激光測距儀測量與監(jiān)測點之間的距離。

所述傾角傳感器、靜力水準儀、傾斜儀和激光測距儀均通過第二傳輸模塊24與第一存儲模塊23相連，所述第二傳輸模塊24與第一存儲模塊23相連，且供電模塊27與第二傳輸模塊24相連。

利用本發(fā)明所述的基于北斗衛(wèi)星和傳感器的建筑物安全監(jiān)測設備實施的監(jiān)測方法，包括以下步驟：

1)位于不同監(jiān)測點的天線1接收來自北斗衛(wèi)星發(fā)送的信號，以獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)，且天線1將接收到的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至信號采集控制器2；

2)信號采集控制器2的第一接收模塊21接收來自天線1的監(jiān)測數(shù)據(jù)，第一傳輸模塊22將監(jiān)測數(shù)據(jù)輸送給第一數(shù)據(jù)存儲模塊22存儲，且第一存儲模塊22通過第一通訊模塊26將監(jiān)測數(shù)據(jù)輸送給位置服務平臺3；

3)同時，傾角傳感器、靜力水準儀、激光測距儀和激光測距儀將采集到的各監(jiān)測點的傾角變化量信息、沉降值信息、與激光測距儀的距離信息、傾斜方向和傾斜角度信息均通過第二傳輸模塊24輸送給第一存儲模塊23儲存，且監(jiān)測點的傾角變化量信息、沉降值信息、與激光測距儀的距離信息、傾斜方向和傾斜角度信息構成輔助監(jiān)測信息；第一存儲模塊23通過第一通訊模塊26將輔助監(jiān)測信息輸送給位置服務平臺3；

4)同時，基準站5的第二接收模塊51接收來自北斗衛(wèi)星發(fā)送的信號，且處理器52將來自第二接收模塊51的信息數(shù)據(jù)處理成基準站5的位置信息，基準站5的位置信息、基準站5與不同監(jiān)測點之間的相對位置信息構成監(jiān)測站的定位參考信息；第二存儲模塊53存儲所述的定位參考信息，且所述的定位參考信息通過第二通訊54模塊輸送給位置服務平臺3；

5)位置服務平臺3獲得定位參考信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)和輔助監(jiān)測信息，解算模塊根據(jù)所述定位參考信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)和輔助監(jiān)測信息解算出不同監(jiān)測點的實時空間坐標數(shù)據(jù)，不同監(jiān)測點的所述實時空間坐標數(shù)據(jù)構成監(jiān)測站的定位信息；第三存儲模塊存儲所述定位信息，且發(fā)布模塊將所述定位信息發(fā)布給建筑安全監(jiān)測平臺4；

6)所述建筑安全監(jiān)測平臺4獲得所述定位信息，所述處理模塊將所述定位信息處理成建筑安全數(shù)據(jù)，分析判斷模塊根據(jù)所述建筑安全數(shù)據(jù)判斷被監(jiān)測建筑物的安全狀態(tài)，當分析判斷模塊判斷被監(jiān)測建筑物發(fā)生形變位移時，報警模塊報警，當分析判斷模塊判斷被監(jiān)測建筑物安全時，報警模塊不動作。

傾角傳感器

傾角傳感器采用雙軸傾斜角傳感器，雙軸傾斜角傳感器是利用半導體敏感元件來測量相對于水平面的傾角變化量。該傳感器品質卓越、響應超快、抗干擾能力強、極高的性價比，精度高，一致性好，是現(xiàn)場水平傾角等測量的理想選擇。安裝非常方便，上下蓋可完全分離。

靜力水準儀

靜力水準儀可將多個傳感器通過導液管組成連通器系統(tǒng)，測量建筑物多個監(jiān)測點的沉降值。此傳感器專注于建筑物的長期、穩(wěn)定、無人值守監(jiān)測，具有壽命長、數(shù)據(jù)穩(wěn)定、防護性好、抗干擾性好、安裝便捷等特點。

激光測距儀

激光測距儀，是利用激光對目標的距離進行準確測定的儀器，激光測距儀重量輕、體積小、操作簡單速度快而準確，其誤差僅為其它光學測距儀的五分之一到數(shù)百分之一。

傾斜儀

傾斜儀用于測量地球引力在測量方向上的分量?？赏瑫r測量X/Y兩個方向傾斜變化，從而通過計算可以得出該點的傾斜方向與傾斜角度；并可直接掛接總線系統(tǒng)進行自動化數(shù)據(jù)采集。廣泛用于觀測山體邊坡、土石壩、海邊堤防以及建筑物基坑等土體內部的水平方向變化大小。對于偏遠地區(qū)又可實現(xiàn)無線自動化監(jiān)測；對于港口、鐵路、公路、高層建筑等工程是一種必要的精密測量儀器。

在被監(jiān)測建筑物頂部布設多個北斗衛(wèi)星定位監(jiān)測站，在監(jiān)測站的各監(jiān)測點上安裝北斗衛(wèi)星天線，一般建議在建筑物四個角上都安裝，監(jiān)測點越多監(jiān)測數(shù)據(jù)越有價值。

采集控制器2通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(CDMA/GPRS/3G/4G)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿恢梅掌脚_3，同時，基準站5(CORS站)數(shù)據(jù)也實時向位置服務平臺3上報高精度原始觀測值，位置服務平臺3通過解算軟件獲得北斗高精度差分定位數(shù)據(jù)并發(fā)布。

位置服務平臺3通過接口將定位信息數(shù)據(jù)發(fā)給建筑安全監(jiān)測平臺4，建筑安全監(jiān)測平臺4通過數(shù)據(jù)建模、分析比對，通過精細算法生成不同等級的預警。

政府、企業(yè)、業(yè)主、居民可以根據(jù)不同權限查看、統(tǒng)計建筑安全信息，并能及時獲取預警信息，有效防止安全隱患的發(fā)生。

a、本發(fā)明具有多天線復用技術的高精度監(jiān)測終端

單個北斗監(jiān)測終端的價格相對較高，但是天線1的價格相對低廉，可采用時分多址技術，對天線進行輪流切換，進行采集數(shù)據(jù)，可以有效降低成本，能夠更好地進行項目推廣。

b、本發(fā)明集成建筑安全的多種傳感器進行融合解算

多傳感器集成是指通過將結構位移監(jiān)測與傾斜監(jiān)測、裂縫監(jiān)測、靜力水準儀沉降監(jiān)測等結合起來，建立以位移分析為主的多指標數(shù)據(jù)融合分析評價系統(tǒng)。數(shù)據(jù)分析是通過對衛(wèi)星位移監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，掌握結構的位移變化，通過模態(tài)分析、有限元計算等多種手段，結合滲流、風速、溫度、環(huán)境等其他監(jiān)測指標完成對結構物狀態(tài)的評估。

采用北斗GNSS多系統(tǒng)兼容技術，不但可以測出結構物整體位移和坐標，還可以通過數(shù)據(jù)處理、傅里葉變換得到結構物頻譜，也可測量結構物相對三維變形，從而可以測出扭曲、傾斜等變形參數(shù)。其所得位移和頻譜可以與加速度計得到結果進行相互印證和補充。

c、集成氣象數(shù)據(jù)的融合解算

根據(jù)監(jiān)測建筑所在地的地質類型，結合氣象部門所提供的氣象數(shù)據(jù)記錄，根據(jù)力學模型，對建筑物變形趨勢進行科學合理的預測。通過與建筑監(jiān)測數(shù)據(jù)的融合分析，形成有效的數(shù)據(jù)分析模型，有效輸出異常天氣下建筑的趨勢性安全分析和預警。

d、設備自動監(jiān)測和數(shù)據(jù)校驗技術

本發(fā)明所述的監(jiān)測設備的自動檢驗技術可以輪流對建筑物內的設備進行數(shù)據(jù)質量檢驗，它通過數(shù)據(jù)的質量反映設備的工作狀態(tài)，監(jiān)控設備是否疲勞、是否死機等現(xiàn)象，自動調節(jié)設備的工作狀態(tài)，能夠進行體眠、重啟、復位等操作。

本說明書實施例所述的內容僅僅是對發(fā)明構思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也包括本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明構思所能夠想到的等同技術手段。