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具体实施项目方案

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华测GNSS在雅安汉源新县城萝卜岗的变形监测应用方案(2)
  • 产品名称:华测GNSS在雅安汉源新县城萝卜岗的变形监测应用方案(2)
  • 所属类别:具体实施项目方案
  • 产品型号:雅安汉源新县城萝卜岗的变形监测应用方案
  • 所属品牌:上海华测
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“华测GNSS在雅安汉源新县城萝卜岗的变形监测应用方案(2)”说明(该产品使用方法、保修、维护详情见说明书。)

上接华测GNSS在雅安汉源新县城萝卜岗的变形监测应用方案(1)

7.3.6预警预报

根据稳定性分析以及前n 期的监测成果模拟监测点的变形曲线,并结合相关资料预报今后的变化趋势。由于影响变形体的因素错综复杂,考虑到系统的通用性,系统提供了回归分析、灰色系统、kalman 滤波等传统的模型供选择。根据系统给出的限值进行预警,提供相关工程图纸及地质、水文气象资料,便于变形情况的进一步分析。

1、报警级别

报警按问题严重情况可以分3 各级别:

  • 一级报警

设备故障或是偶然变形峰值出现,可以上报给值班人员或一般主管。方便工作人员及时查明原因。

  • 二级报警

变形趋势明显,超过了设定限值,这时报警给安全管理部门领导,以及时作出项目分析和安排。

  • 三级报警

当严重变形超限,长时间变形峰值出现,这时说明问题很严重,得迅速上报给县级领导和相关专家,及时做出反映,保障人民群众的生命和财产安全。

2、报警内容

报警内容以一定的格式,简洁明了的说明事发状况。

例如:某监测点的报警格式设置为:某时间,某监测点,几级报警,X/Y/H变形值。某监测区域报警格式为:某时间,某区域,几级报警,表面位移及深度位移情况。

3、报警设置

  • 报警级别

可以默认设置为3 各级别,当相关领导专家对报表分析数据作出认为判断认为应该提升或降低报警级别,也可以认为修改。

  • 报警人员

当相关安全责任人及领导有变的情况下,报警接收人员可以通过系统管理员登录后对其进行添加或删除。

  • 报警方式

监控现场可以装备警报器,当达到报警级别后启用警报器作出响应。远程通讯报警,可采用短信息、电话方式或email 报警。

7.3.7日常报表

日常报表可以根据各种分析结果,归纳出变化速率,最大变形值,最小变形值,各监测点的稳定性,整体变形趋势都信息。根据需要提供日报、周报或月报等多种报表形式。相关专家和领导通过报表分析可以对被监测体及时作出诊断,并反馈意见。

1、报表的内容

报表提供精简报表和详细报表两种方式。

1) 精简报表包括

  • 项目信息:含项目名称、监测单位等;
  • 输出时间:报表统计的开始到结束的时间;
  • 各监测点变化曲线:X,Y,H 三个方向的变化曲线;
  • 各监测点数据统计;
  • 变化峰值时间:变化比较大的数据单独列出,红色显示。
  • 2) 详细报表可以在精简报表的基础上添加:
  • 参数信息:采样间隔、解算方法、测站数目、IP、端口等
  • 传感器状态信息:卫星数目、信噪比等

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图7-16 报表样图

2、报表的设置

  • 报表周期设置:报表可以设置一天、一周或一月等任意时间;
  • 报表项目设置:可以设置选项添加/删除报表内容,点位变化曲线(X、Y、H)、星空图、信噪比等;
  • 输出格式设置:设置输出文件格式为PDF、word、htm 等;
  • 发送方式设置:设置E-mail 或其他发送方式。

7.3.8远程访问

系统采用B/S 模式,通过Web 服务器将监测信息发布到网上。通过网上Web浏览器可以查询各监测点测值、监测基本情况、统计分析情况和报表预警信息。

1、登录权限

为了提高系统的安全性,把用户分为两种类型:一般用户和管理员用户。对一般用户的管理权限作一定的限制,而管理员用户可以进行任何操作。

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图7-17 登陆权限设置

2、监测信息查询

系统将各监测点的测值信息发布到网上,通过用户访问可以查看监测点点位测值坐标、实时卫星信息(卫星分布及信噪比等)。

3、安全分析查询

系统将监测点变形趋势统计为可视化的滤波曲线,用户可以直观查看监测变化,包括单点变形分析、断面变形分析和三维变形分析。

4、报表下载

添加下载链接,用户可以下载报表文件。

8 关键技术

8.1专业的监测数据解算软件

GPSensor 是由上海卡奇娱乐技术有限公司研发的基于网络利用全球卫星定位系统(GPS)进行的实时三维变形测量分析系统软件。GPSensor 能同时对安放在目标设施或自然物体上的十几个GPS 进行实时三维位置解算,并达到毫米级精度。软件采用C/S 架构,同时实现监控站的实时差分定位,并具有图形显示、接收机设置、监控站参数设置、观测数据记录、报警等功能。由GPSensor 为核心构成的变形监测网络中的每个GPS 接收机只需要输出GPS 的原始数据和星历,数据通过广域网、局域网络、串口、无线设备等传到控制中心,控制中心的GPSensor 软件根据每台GPS 接收机对应的IP 地址和端口号,获得每个监测点的原始实时数据,从而对这些原始数据进行实时差分解算,得到各个监测站的坐标,并存入数据库或发送给客户端。

8.1.1 GPSensor算法

要用滤波方法消除GPS 动态定位数据中的随机误差,人们首先想到应用最优估计的方法(即Kalman 滤波器),将真实的状态(定位结果)从各种随机干扰中实时最优地估计出来。但应用Kalman 滤波器进行最优估计(滤波),需建立较准确的系统模型和观测模型,因而,不仅要对运动载体建立准确合理的动态模型,而且要对各种随机误差准确建模。

GPS 动态定位的离散状态空间模型如下:

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式中X为n 维状态向量,h( )为关于状态的m 维非线性函数,Y为m 维输出量,Φ(k +1,k )为n ×n维系统转移矩阵。W(k ),V(k )分别为n ,m 维随机向量序列,并满足如下统计特性:

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Q(k )为n ×n维半正定对称阵,R(k )为m×m 维正定对称阵。

进一步设初始状态X(0)为满足如下统计特性的随机向量:

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当非线性系统在其标称轨线上进行泰勒展开,近似取其线性部分,并用通常的Kalman 滤波器进行状态估计时,便得到著名的扩展Kalman 滤波器如下:

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8.1.2基本功能和指标

1) 可对GPS 原始数据进行实时差分处理,数据更新率可达1Hz、5Hz、10Hz、20Hz;

2) 可根据系统参数设置,对不同的监测站的实时差分结果进行Kalman 滤波,达到不同的动态要求和精度要求;

3) 最多可同时处理多个基站和32 个监测站的数据;

4) 输入接口协议:RS232、CAN、TCP/IP;

5) 输出接口协议:TCP/IP;

6) 实时显示基线的变化情况,点位的移动情况等,软件包括如下视图:实时数据视图、实时网图、趋势图、卫星视图、三维视图、数据管理。

7) 原始数据、解算结果的自动保存功能,可根据用户需求进行设置;

8) 对监测站、基站接收机的远程设置功能,软件上有各个GPS 接收机的独立监控模块,可以向GPS 接收机发送用户更改参数的命令(如采样间隔、高度截止角等);

9) 系统完备性监测功能,可对整个系统的健康状况进行监测,包括软件和硬件,比如,一旦某个监测站出现死机现象,软件马上会通过数据信号触发的方式实现接收机自动重启;

10) 每个监控站的监控范围可根据用户设置,相应的精度可从2 毫米到1 厘米(具体精度还与所使用的GPS 接收机及其天线有关)。

11) 回放功能。回放功能分为两个层次:原始数据层,软件记录原始数据后,可以任意截取其中部分数据,并根据原始数据重新解算并回放的功能;历史状态层,即根据所选择的时段,对系统的实际工作状态进行回放。

12) 实时的数据采集的延迟不大于1 秒。

13) 可以调整各个监测站的位置更新率;

14) 连接数据库,记录用户需要保留的各项信息;记录的内容如下:

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表格8-1 GPS 数据记录内容

15) 第三方软件接口,用COM 组件的方式实现,可实现远程查询、管理、报警;

16) 报警功能,报警项可根据用户要求设定,可通过短信、电子邮件等方式进行报警。

17) 权限管理:一般用户只能浏览数据,系统管理员才可能对一些参数进行GPS 定位数据坐标;

18) 数据分析功能:根据用户要求,对监控点进行频域和时域分析。

19) 可靠性:7×24 小时持续可靠工作。

8.1.3 GPSensor的特点(与 RTK比较和传统静态监测比较)

集成了RTK 功能的GPSensor 软件,除了也能采用RTK 方法之外,采用其自身与RTK 和传统静态不同的算法后,还具有如下一些特点。

1) 算法

相比RTK 及传统静态方法而言,GPSensor 的算法具有如下特点:

  • GPSensor 采用采用同时刻(在1 微秒之内)的GPS 原始观测值进行差分解算;而RTK 方法不需要差分改正数和流动站的观测数据保持同步,一般的参考站接收机差分改正数广播更新率为1Hz,因此,一般情况下差分改正数会延迟0.5 秒到2 秒不等,在特别情况下,流动站能允许1 分钟之前的差分改正数参与解算;
  • GPSensor 可以采用扩展的动态非线性Kalman 滤波算法进行差分解算。
  • GPSensor 的算法对系统的硬件要求较高,通常在高性能计算机,而RTK的算法总是有GPS 接收机生产厂商提供,固化在GPS 接收机内部;静态解算需人工干预,一般采用双差固定解得方式。

2) 精度

GPSensor 直接应用GPS 接收机的原始数据,参考站和流动站的观测数据保持严格的同步,所以,大气层延迟造成的公共误差被最大程度地抵消,GPSensor 还采用滤波方法消除GPS 动态定位数据中的各种随机误差,是输出的定位结果更符合真实的情况,所以GPSensor 根据采用的GPS 接收机和GPS天线的不同,可以保证毫米级的定位精度,而通常的RTK 接收机动态定位精度为厘米级。

事例一:在一个静止点上,采用双频GPS 接收机和普通双频天线进行实时RTK 解算,解算结果如下图所示:

华测GNSS在雅安汉源新县城萝卜岗的变形监测应用方案

图表8-1RTK 实时解算结果

可见RTK 的定位精度平面在2 个厘米之内,高程在4 个厘米之内。

事例二:在一个静止点上,采用双频GPS 接收机和普通双频天线,然后采用GPSensor 软件对其连续解算24 个小时,具体解算结果如下图:

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图表8-2GPSensor 实时Kalman 解算结果

相对RTK 解算结果其精度有显著的提高。上图中,平面精度在10mm 左右,高程精度在15mm 左右。如采用高精度双频GPS 天线,能更进一步提高其精度。

事例三:采用同样的GPS 接收机,在一个静止的点上,分20 分钟一个时段对其连续观测5 个小时的数据,用某进口后处理软件对其进行处理,得到结果如下图所示:

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图表8-3 平面后处理结果

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图表8-4 高程后处理结果

相对GPSensor 实时Kalman 解算结果精度有所提高。上图中,平面精度在8mm 左右,高程精度在12mm 左右。如采用高精度双频GPS 天线,能更进一步提高其精度。

事例四:采用同样的GPS 接收机,在一个静止的点上,分10 分钟一个时段对其连续观测5 个小时的数据,用华测GPSensor 准动态Kalman 算法对其进行处理,得到结果如下图所示:

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图表8-5 Kalman 算法平面解算结果

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图表8-6 Kalman 算法高程解算结果

相对后处理解算结果精度又有所提高。上图中,平面精度在5mm 左右,高程精度在8mm 左右。如采用高精度双频GPS 天线,能更进一步提高其精度。

注:采用GPSensor 软件是完全自动解算,而静态后处理需要人工干预。

3) 通讯

因为GPSensor 仅要求收到GPS 接收机的原始观测数据,所以,原则上,应要求软件(服务器)与GPS 接收机之间仅要求实现单向通讯。而通常的RTK方法,要求参考站和流动站之间进行通讯,又要求流动站和数据中心之间进行通讯。

下图是在采用串行端口GPS 接收机进行网络监控的情况下,GPSensor 和RTK 方式需要建立的数据通讯链路示意图:

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图表8-7 RTK 方式下的数据通讯图

由图可见,RTK 方式下,差分改正数和定位结果需要进行多次传输,上图中,一个监测点的差分数据发送到数据中心,需要进行3 次串口数据传输,两次网络数据传输。

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图表8-8 GPSensor 方式下的数据传输图

由图可见,在GPSensor 方式下,流动站的原始数据仅需要一次串口数据通讯和一次网络数据通讯,就可以到达数据中心,参考站可以直接与数据中心服务器相连。

4) 系统可靠性

RTK 通常应用于测量、高精度导航等,对于RTK 接收机而言,如GPS 信号发生失锁那么接收机需要重新初始化,求解整周模糊度,从而造成短时间隔内不能正常输出厘米级定位解。

传统的静态数据处理需要人工干预解算、网平差,同时需要在每一个点上分时段长时间观测,如果监测点是处于移动状态则不能解算出有效的结果。而GPSensor 专为变形监测而设计,适用于桥梁、大坝、矿区、滑坡等的变形监测,软件能长时间持续可靠工作,诸如RTK 经常需要重新初始化、静态解算需要人工干预不能监测运动物体、时效性差等缺点在GPSensor 里并不存在。

GPSensor 软件运行在数据中心的计算机上,整个计算功能可以设计成冗余模式,增加系统的可靠性,而RTK 方法不能实现类似的功能。

通过上面的介绍,卡奇娱乐可以对GPSensor 软件的各项性能和特点有了一个粗略的了解,其中,特别是GPSensor 对数据通讯的要求较低;同样的数据,GPSensor可以获得更高的精度;GPSensor 可以实现比RTK 方法和传统静态方式更高的可靠性。

软件将原来在接收机内进行解算的工作移植到性能更高、速度更快、更稳定的计算机上来进行。系统中所有的GPS 原始数据都通过网络(有线/无线)传回到控制中心的计算机上,软件对所有数据进行同步的、实时的解算。

同时,所有的GPS 接收机设置也都通过控制中心的计算机来执行,完全实现无人值守及远程控制。

GPSensor 系统为科学家,工程师,灾害监测人员提供实时的、极有价值的人工建筑或自然灾害预警信息。这套系统不用操作人员费时进行数据后处理、分析结果等工作,实时显示变形量,大大延长了预警时间减少自然灾害对生命、财产的损失。而应用GPSensor 系统,可以采用无人值守的方法远程管理几十个监测点。通过设定的临界值,管理者可以通过图形显示得到实时的告警,为决策者提供及时准确的灾害预警信息,避免重大生命、财产损失。

5) 结论

通过上面的介绍,卡奇娱乐可以对GPSensor 软件的各项性能和特点有了一个粗略的了解,其中,特别是GPSensor 对数据通讯的要求较低;同样的数据,GPSensor 可以获得更高的精度;GPSensor 可以实现比RTK 方法更高的可靠性。

8.2专业的监测数据分析软件

本系统在数据分析方面结合变形监测的特点,对单个测点、某一个断面以及整体三维变形特征都作了详细分析。基于高斯投影下的当地平面坐标系,在单个监测点的x、y、h 三个方向实现了实时统计分析和历史统计分析,并结合表面和深度断面以及整体三维特征,分析变形趋势。及时作出预警预报和安全稳定性。

8.3双频GPS 技术

本系统所有表面位移监测都采用双频GPS,应用双频GPS 接收机不仅精度高、可靠性好、抗恶劣环境,而且应用双频GPS 监测时效性好,最短反应时间可以为2 分钟,这样对坝体的位移不仅可以趋势分析,而且还可以预警。

8.4无线传输技术

本系统所有通讯方式都是采用无线网桥通讯方式,本通讯方式的特点是不需要依靠其它运营商、而且频率是国家合法的频率范围(2.4G 或5.8G)。这样做的好处不仅给业主节省了光纤铺设的费用,同时也大大降低了施工难度,也便于维护。

8.5太阳能供电技术

本系统所有设备的供电方式都采用太阳能供电,这样做的目的是即节省了拉线供电的麻烦,也使本系统的安全度更高(因为太阳能是直流12 伏供电,不会产生其它负面影响,同时还容易避雷,如果采用220 伏交流供电有可能使现场施工人员触电)。

8.6工控式报警专用机

本系统控制中心报警机器采用工控机,不仅接口多还可以采用多种方式报警,同时在恶劣环境下可以连续长时间工作。

9 产品选型

按照系统整体结构,将系统所需产品分为GPS 设备、通讯设备、电源设备、服务器、防雷设备等其他设备。

9.1 GPS 设备

9.1.1 GPS接收机

GPS 接收机采用华测X60M GPS 接收机。

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图9-1 华测X60M GPS 接收机

1、产品介绍

华测X60M GPS 接收机采用世界最先进的GPS 主板,浓缩国内外GPS 行业的先进技术。是国产GPS 的领跑着。

华测X60M GPS 接收机采用模块化设计,GPS 接收机和无线电、电源系统内置为一体,接收机和天线分离,具有作业距离远。抗干扰能力强、定位速度快、精度高的特点,是国产双频GPS 测量系统的典范。

主机功耗小于2.5W,由于功耗低产生热量小,解决了密封性与散热的矛盾,降低了接收机的损耗,保证接收机工作的稳定性,延长了接收机使用寿命。

华测X60M 接收机设有5 个LED 指示灯监控整个作业过程,详细显示卫星、数据记录、电源、无线电的工作状态。双电源设计,电池单独供电,自动切换;有效地保证在断电情况下接收机工作地连续性。X60M 接收机体积小、重量轻,所有接口采用Lemo 头连接,保证了数据通讯的稳定性以及设备接驳的严密性。

华测X60M 双频GPS 接收机性能指标。

2、标准特性:

  • 坚固轻便的高性能塑材封装。
  • RTCM V2.x V3.0 , 输入、输出。
  • RTCA 输入、输出。
  • CMRII、CMR+ 输入、输出。
  • 最高20Hz 数据采样。
  • 20HZ NMEA-0183 输出。
  • 内置32MB 存储器。
  • RTK/OTF(on the fly)。

3、先进特性:

  • 先进的Maxwell 4 定制测量型GPS 芯片。
  • 高精度的多重相关L1/L2 伪距测量。
  • 无滤波、无平滑的伪距测量数据用于低噪音、低多路径。
  • 低时间相关和高动态相应。
  • 甚低噪音的L1/L2 载波观测值在1HZ 带宽内优于1mm 的精度。
  • L1 和L2 信噪比按照dB-Hz 方式报告。
  • 经得起考验的低仰角信号跟踪技术。
  • 支持GSM、CDPD 和GPRS 调制方式用于eRTK 和VRS。

4、技术指标:

物理指标

  • 尺寸20cm×13cm×5cm
  • 重量0.8kg 接收机(含内置电台)

5、性能指标:

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6、通信和数据存储:

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9.1.2 GPS天线

1、参考站建议采用华测A600双频扼流圈天线。

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图9-2 华测A600GPS 扼流圈天线

1)产品介绍

华测A600 扼流圈天线是一款具有极低相位中心误差的GPSL1&L2 双频测量天线,主要用于一些对测量精度有极高要求的场合,如GPS 地面基准站、地震预测等。该天线采用多馈点微带天线技术,保证天线相位中心与几何中心的重合。内置采用前置滤波技术的低噪声放大器,提高系统抗干扰能力,内置防雷保护电路可长期在户外安装使用。天线外罩采用玻璃钢材料,耐用性能好。

2)主要特点

  • 3~15V 工作电压
  • 低噪声系数,小于2.0dB
  • 低噪放增益为39±2dB
  • 电流一般小于60mA

3)电气性能

  • 频率范围:1575±10MHz/1227±10MHz
  • 极化方式:右旋圆极化RHCP
  • 输入阻抗:50Ohm
  • 驻波比:<2.0
  • 天线轴比:<3dB
  • 水平覆盖范围:360°
  • 垂直覆盖范围:90°
  • 相位中心误差:±0.5mm(3σ)
  • 天线单元增益:5.5dBi
  • 低噪放增益:39±2dB
  • 低噪放噪声系数:<2.0dB
  • 工作电压:3~15VDC
  • 工作电流:<60mA

4)机械性能

  • 射频接头:TNC 阴头
  • 尺寸:φ379×322mm
  • 重量:3.5kg
  • 外罩颜色:白色
  • 工作温度:-40℃~+85℃
  • 抗风:50-100mph
  • 防雷级别:2KV,1.2/50μS 冲击电压,仪器内阻为2 欧姆

2、监测站建议采用华测A300双频天线

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图9-3 华测A300 双频天线

技术参数

  • 频率:1227MHZ±10MHZ、1575MHZ±10MHZ
  • 增益:50 ±2dB
  • 噪声:≤1.5dB
  • 极化:右旋圆极化
  • 工作电压: 5VDC
  • 功耗:≤0.6W
  • 连接器:TNC
  • 工作温度:-45℃ ~ + 70℃
  • 储存温度:-55℃ ~ + 80℃
  • 湿度:100%防潮,完全密封
  • 尺寸:16.1cm(直径)×5.8(高)
  • 安装:5/8-11 螺纹安装

9.1.3 GPS天线切换器

1、总体简介

GPS天线切换器选用华测“四进一出”双频GPS 天线切换器。将每个通道进行定时、循环切换,来实现多点测试、定位、数据采集等实验工作。并且可以根据实际情况选用二进一出、四进一出、八进一出、十六进一出等来满足用户不同的需要。

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图9-4 华测GPS 天线切换器

2、连接示意图

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图9-5 天线切换器连接示意图

3、面板说明

1)前面板

图示:

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图9-6 GPS 天线切换器前面板

说明:

  • 三个LED 数码管用于设定天线工作的时间显示,时间单位为分钟,可在1~999 分钟之间任意设置。
  • 数码管右侧表示为两个时间设置键,“▲”设置时间递增,“▼”设置时间递减。
  • “RF 输出” 表示为GPS 天线信号输出端,连接至GPS接收机(OEM 板),连接器类型为TNC。
  • “电源”表示电源指示灯。
  • “通道选择”表示通道切换按钮键,A、B、C、D 表示天线输入的显示指示灯,指示灯亮的通道为天线输入的通道。

2)后面板:

图示:

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图9-7 GPS 天线切换器后面板

说明:

  • “电源”表示电源输入,输入电压为直流7V -15V,有电源开关控制电源的开与关。
  • “RS-232”用于工作通道和切换时间的查询和设置。
  • “天线输入A、B、C、D”表示四个天线通道,表示天线的字母“A、B、C、D”与前面板的通道显示指示灯相对应。天线的连接器为TNC 座。

4、操作说明

1). 架起四只双频GPS 接收天线,放置于适当高度,周围无遮挡物体。

2). 按连接示意图将四只GPS 接收天线连接至双频GPS 切换器的“天线输入” A、B、C、D 四个通道。

3). 接上7~15VAC 电源,检查连接无误。

4). 打开电源开关,切换器开始工作。面板电源指示亮(红),“嘀”声后,数码管显示“0 0 0”—“4 4 4”(红色),连续“嘀嘀嘀”三声后,自检完成,进入默认工作状态,RF 输出端口连接至通道“A”,“0 0 0”表示不切换通道。

5). 通道选择:每按一下通道选择键,改变一次通道,您可以任意选定初始工作通道,也可以通过RS-232 端口进行设置。

6). 时间设定:可按时间设置“▲”(增)“▼”(减)键。时间按“分”

递增或减少,来设定您所需时间。按住时间设置键三秒后,时间则快速递增或减少。例如数码管显示为“030”,则每隔30 分钟,通道切换一次,循环切换,也可以通过RS-232 端口进行设置。

7). 若外接GPS 接收机,通电工作后,即可通过PC 机观察当前工作通道天线的信噪比及相关GPS 数据。

8). 切换器RS232 通信协议:

  • 通道查询命令:$CH?
  • 通道应答输出: $CH× ×=A、B、C、D;
  • 设置通道命令: $CH× ×=A、B、C、D;
  • 切换时间查询命令:$TM?
  • 时间查询应答输出:$××× ×××=0~999;
  • 设置切换时间命令:$××× ×××=0~999;
  • 当前工作通道输出格式(1 次/秒): $× ×=A、B、C、D;

5、技术指标

  • 工作频率: 1227.6 MHZ±10MHZ、1575.42MHZ±10MHZ
  • 输入输出阻抗:50Ω
  • 输入输出驻波:≤1.5
  • 天线输入――RF 输出:±1dB
  • 使用电压: 7~15VDC
  • 每通道输出电流:≤150mA 电压: 5VDC
  • 整机功耗(不包括天线):≤4W
  • 接口形式: TNC
  • 工作温度:-40℃ ~+70℃
  • 储存温度:-45℃ ~+85℃
  • 尺寸:200mm×230mm×70mm
  • 重量:1.5Kg

9.1.4 GPS天线电缆

GPS 天线电缆选用江西联创50Ω编织外导体同轴电缆D-FB 系列。适用于内部设备连线﹑基地站及天线间的跨接电缆等使用高性能同轴电缆的地方。

华测GNSS在雅安汉源新县城萝卜岗的变形监测应用方案

图9-8 同轴电缆

1、产品介绍

使用条件:-25℃~70℃(PVC 护套);40℃~70℃(PE 护套)。

产品执行标准参照日本JIS C 3501-1993 标准要求。

针对实际工作的使用距离,考虑到信号衰减等因素,对≤50m、50m~100m、100m~200m 分别选用型号5D-FB、10D-FB、12D-FB,超过200m 加放大器设备。

2、技术参数

注:一般超过150 米的电缆需加信号放大器,建议电缆最长不超过300 米。

9.1.5 GPS天线罩

GPS 天线罩针对GPS 工作频段(1575±25MHz)建议采用华测定制产品。

华测GNSS在雅安汉源新县城萝卜岗的变形监测应用方案

图9-9 华测GPS 天线罩

1、产品特性:

  • 防酸、防盐雾、防紫外线、耐冲击。
  • 防腐,抗老化性能佳,寿命长。
  • 电绝缘性佳,透波性强。
  • 在高温,低寒等恶劣环境中使用性能更加突出。
  • 外型美观、高档。
  • 大大提高了天线的优良物理特性。

2、技术参数

天线罩在全方位的相位误差为±1°透波率见下图:

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图9-10 GPS 天线罩透波率

9.2通讯设备

9.2.1串口服务器

NPort 5100 串口设备联网服务器是专为串口设备立即联网而设计的。NPort5100 串口设备联网服务器结构紧凑,是连接RS-232/422/485 设备到以太网的理想选择。兼容Microsoft 和Linux 的操作系统。

1、产品优势:

  • 体积小巧
  • 支持Windows/Linux COM 串口驱动程序模式
  • 标准TCP/IP 接口和多种操作模式
  • 易于使用、可用于批量安装的Windows 工具
  • 所有串口内置15 KV ESD 保护
  • 支持网络管理协议SNMP MIB-II
  • 可通过网络Web/Telnet/控制器端口进行配置
  • RS-485 口终端电阻可调

2、规格:

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3、物理特性

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最具性价比的串口联网解决方案。终端电阻和Pull High/Low 电阻可调,在一些特殊环境中,串口信号的反射及干扰较大,经常会影响到通讯效果,这时卡奇娱乐需要使用终端电阻可阻止串口信号的反射。同时信号损耗及匹配是另一个难题,正确的设置pull high/low 电阻可以有效防止这些问题的产生。但在这些不同的环境中,电阻的阻值没有一个固定的值,而NPort 标准TCP/IP 接口和多样的操作模式为现有的软件提供COM/TTY 实端驱动。

9.2.2无线网桥 Nanostation2

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图9-11 Nanostation2 无线网桥

NanoStation2 是美国UbiquitiTM Networks 公司推出的ISM(2.4GHz)频段无线产品。是目前国内体积最小、重量最轻、功能实用、性能稳定、最具性价比竞争力的室外型无线网桥。NS2 采用一体化外壳设计,通过网线PoE 方式供电,中文操作系统,极大地简化了设备安装和使用。由于采用专利天线技术,NS2 依靠内部天线(设备有外接天线端口),就能达到15 公里通信距离。

1、产品优势

高性价比:优异的性能设计与表现使其在无线网桥常用范围内凸显优势,不愧为行业首选;

组网灵活:NS2 支持点对点、点对多点、无线中继、Wi-Fi 接入站等模式,而且还有网桥、路由器双重功能;

高速、远程、稳定:AAP 天线技术和增强的无线协议,使无线链路更稳定、通信效率更高;

多重安全措施:无线信道宽度可调,支持WEP、WPA、WPA2 加密,MAC 地址过滤,终端二层隔离等功能;

安装调试方便、环境适应性强、操作简单易用。

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图9-12 室外无线网桥构架图

2、技术特点

  • 兼容标准802.11b/g 协议的无线终端;
  • 支持WDS(无线分布式系统)模式,多个无线AP 之间可以通过无线直接连接,并不影响其无线AP 覆盖功能;
  • 内置专利AAP 技术的自适应双极化天线,支持更远距离的无线稳定传输;
  • 改进的802.11 无线CSMA/CA 通信协议,使点对多点传输效率更高;
  • 多重安全措施:支持64/128bit WEP 加密、WPA、WPA2、MAC 地址过滤、支持二层隔离等多种安全方式;信道宽度可调,无线通信更加隐蔽安全;
  • 支持QoS 服务,提供语音、视频等应用服务质量保证;
  • 全中文操作界面,背板內嵌无线信号指示灯,直接WEB 方式在线软件升级。

3、技术参数

无线接入特性

  • 工作频段:2.412GHz~2.472GHz (IEEE802.11b/g);
  • 信道宽带:20Mhz,10Mhz,5Mhz (软件可调);
  • 天线特性:10dBi 双极化内置天线;外接天线;
  • 天线波束:60˚(方位角);30˚(俯仰角);
  • 发射功率:10~26dBm(可调);
  • 接收灵敏度:-97 dBm;
  • 数据速率:1,2,5.5,11,6,9,12,18,24,36,48,54Mbp;
  • 覆盖距离:内置天线15 公里(外接天线50 公里);
  • 网络接口:以太网10/100BASE-TX;POE 供电;
  • 最高带宽:25Mbps(TCP/IP Throughput);
  • 支持协议:IPv4、UDP、TCP、ICMP、Telnet、WEP/WPA、WDS、STP、RSTP、Multicast;
  • QoS 功能:802.11e / WMM 支持无线多媒体功能;
  • 网管功能:支持标准SNMP 协议;
  • 设备尺寸:26.4cm×8cm×3cm;
  • 设备重量:0.4 千克;
  • 供电:12V@1A 以太网供电(4&5 +, 7&8 -);
  • 电源功耗:最大5 瓦;
  • 工作温度:-20℃~+70℃;
  • 工作湿度:5%~95%(非凝结);
  • 外壳结构:防腐、防雨、防晒;
  • 外壳强度: ETSI300-019-1.4;
  • 可选附件:浪涌抑制器、外接天线等;
  • FCC 认证:工信部无线电管理局入网核准证;

9.3 防雷设备

9.3.1天线防雷设备

天线防雷设备选用四川中光天馈浪涌保护器ZGWT20N-10 型号。

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图9-13 天馈浪涌保护器

技术参数

  • 接口:N(K/J)
  • 特性抗阻Ω:50
  • 频率范围MHz:1500~2000
  • 适用功率W:60
  • 驻波系数:≤1.2
  • 插入损耗dB:≤0.2
  • 标称放电电流8/20μskA:5
  • 最大放电电流8/20μskA:10
  • 限值电压10/700μskA:≤40
  • 外形尺寸L×B×Hmm:φ22×73

9.3.2电源防雷设备

电源防雷设备选用四川中光单项电源避雷器ZGG40-385 型号。

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图9-14 单项电源避雷器

技术参数

  • 最大持续运行电压UCV:385
  • 标称放电电流In8/20μskA:20
  • 最大放电电流Imax8/20μskA:40
  • 限值电压8/20μs3kAkV:≤1
  • 保护模式:可组成各种保护模式
  • 外形尺寸mm:90×18×62
  • 安装尺寸mm:35mm 导轨安装

9.3.3避雷针

避雷针选用四川中光ZGZ-200-2.1 型号避雷针。

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图9-15 避雷针

技术参数

  • 雷电通流容量kA:200
  • 电阻Ω:≤1
  • 高度m:2.1
  • 质量kg:4.8
  • 最大抗风强度m/s:40
  • 安装尺寸mm:φ70±0.26

9.4服务器设备

9.4.1 IBMx3650M2服务器

服务器选用IBM x3650M2。

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图9-16 IBM x3650M2 服务器

推荐理由

  • 支持EM64T 技术;
  • Chipkill 内存技术基本上跨单独的内存芯片分发检错码覆盖的信息,因此如果任何芯片出现故障,数据仍旧可以从剩余的芯片重建,系统可以继续运行;
  • 所有主要子系统中的光通路诊断、IBM 预测故障分析® IBM ActivePCIX®以及完全热插拔冗余等高级特性;
  • 最多达2 个CPU;
  • 最高达64GB 的内存;

9.4.2磁盘阵列柜。

磁盘阵列选用IBM DS3400。

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图9-17 IBM DS3400 磁盘阵列

推荐理由

  • 完全支持Ultra 320 规格;
  • 高达12 个SATA 或SAS 磁盘;
  • 最高达12TB 的容量;
  • 支持RAID 0、1、10、5;

9.5配电设备

9.5.1太阳能供电

1、太阳能电池板

选用宁波华升HS-80M-36 型号。

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图9-18 太阳能电池板

技术参数

  • 电池片类型:单晶
  • 最大功率(Pm):80W
  • 功率公差:±5%
  • 最大工作电压(Vpm):16.8V
  • 最大工作电流(Ipm):4.76A
  • 开路电压(Voc):21.5V
  • 短路电流(Isc):3.72A
  • 电池片数量:36pcs
  • 组件尺寸:1175X527X35mm
  • 最大系统电压:1000V
  • 电池片品牌:Gintech ,Suntech, CSI,QCELL
  • 测试标准:AM1.5, 25 C ,1000W/m2
  • 接线盒类型:TUV
  • 电线长度:900mm
  • 组件边框:铝合金边框
  • 质保:3 年产品质量保证,10 年90%功率,25 年80%功率
  • 包装:纸箱加托盘, 480 片/40HG

2、太阳能蓄电池

选用松下铅酸蓄电池。

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图9-19 太阳能蓄电池

1、产品特性

  • 安全性能好:正常使用下无电解液漏出,无电池膨胀及破裂。
  • 放电性能好:放电电压平稳,放电平台平缓。
  • 耐震动性好:完全充电状态的电池完全固定,以4mm 的振幅,16.7HZ的频率震动1 小时,无漏液,无电池膨胀及破裂,开路电压正常。
  • 耐冲击性好:完全充电状态的电池从20CM 高处自然落至1CM 厚的硬木板上3 次无漏液,无电池膨胀及破裂,开路电压正常。
  • 耐过放电性好:25 摄氏度,完全充电状态的电池进行定电阻放电3 星期(电阻只相当于该电池1CA 放电要求的电阻),恢复容量在75%以上
  • 耐充电性好:25 摄氏度,完全充电状态的电池0.1CA 充电48 小时,无漏液,无电池膨胀及破裂,开路电压正常,容量维持率在95%以上。
  • 耐大电流性好:完全充电状态的电池2CA 放电5 分钟或10CA 放电5 秒钟。无导电部分熔断,无外观变形。

2、技术参数

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9.5.2 UPS供电

UPS 设备选用山特城堡系列C6K(S)~3C20KS。

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图9-20 山特城堡系列UPS 电源

1、产品介绍

城堡系列C6K(S)~3C20KS 采用双转换纯在线式架构,是最能有效解决所有电源问题的架构设计,对电网出现:断电、市电电压过高或过低、电压瞬间跌落或是减幅震荡、高压脉冲、电压波动、浪涌电压、谐波失真、杂波干扰、频率波动等状况都可以提供良好的解决方案,为用户负载提供安全可靠的电源保障。城堡系列C6K(S)~3C20KS 是一款具有强大适应性、配置灵活的产品。采用先进的DSP 数字控制技术,有效提升了产品性能和系统可靠性,并实现更高功率密度的集成和小型化。同时为了全方位满足用户的个性化需求, 城堡系列C6K(S)~3C20KS 提供了非常丰富的可扩展功能,用户可以根据需要灵活配置。

技术参数:

1)应用环境: 办公室|机房|工业环境

2)3b.输入输出: 单进单出|三进单出

3)功率: 6KVA-20KVA

2、产品优势

1)适应中国电网环境

输出功因0.8-适合负载的发展趋势,实现更强的带载能力。整机效率高达90%,降低UPS 的电力损耗,节约用户的使用成本。采用有源功率因数校正技术(PFC),输入功因接近1,大幅减少了对市电电网的污染。应对中国电网要求设计,提供宽广的输入电压范围,能适应恶劣的电网化境。优异的输入频率范围使UPS 能够适应发电机等不同供电设备。

2)灵活配置,因需而变

丰富的扩展功能,全方位满足客户需求。在线维修功能:可以在负载持续供电情况下安全进行在线维修。远程停电功能(EPO):当紧急事故发生时,可以快速关断UPS.并机组件:实现并联扩容和并联冗余功能,为用户提供电源规划的弹性和更安全的保障。防尘组件:提升产品在工业环境下的防尘等级。隔离变压器:为用户提供隔离保护。

3)小型化,低噪音

采用先进的控制技术和制造工艺,大大提升产品的功率密度,减小产品占地面积,在今日寸土寸金的办公空间里,为您节省宝贵空间。同时机器运行时噪音低,维护您安静的工作环境。

4)智能管理

智能电池管理:采用先进的智能化充电控制方式,根据电池类型和电池的使用状态来选择最优的充电方式,使电池的使用寿命得以延长,并定期自动对电池做充放电管理。并且可以根据需要自由选择电池电压(192V 或是240V)。用户可根据需要查询和设定相应的UPS 控制参数,实现UPS 的智能管理。自动识别并适应50/60Hz 电源系统,满足不同电源系统的要求。完善的故障保护和告警功能:提供输入、输出过压或欠压,电池过充或低压,过载,短路等完备的故障保护和明晰的报警、故障警示功能。

5)高可靠性

采用先进的DSP 数字化控制技术,产品性能更优异、品质更稳定可靠.。带载和过载能力强,负载兼容性好,可以适用各种不同类型的负载。强大的抗干扰能力,符合IEC61000-4 对于抗电磁干扰的严格要求,给您的设备提供干净的电力环境。

6)丰富的通讯和监控

提供RS232 通讯接口和通讯线,可用于本地或远程电源管理。提供智能插槽(Intelligent Slot),用户可根据需要加载山特公司的WebPower卡(SNMP 卡)、CMC 卡、AS400 卡(干接点卡)来实现远程管理和监控功能。

9.6其他设备

9.6.1外场机柜

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图9-21 外场机柜图

  • 防护等级:IP56(按GB4208-1993)
  • 材料:304 不锈钢
  • 表面处理:拉丝
  • 箱体:1.5mm
  • 箱门:2.0mm
  • 安装板:2.5mm
  • 安装板:镀锌

第四部分技术支持与服务保证

10 技术支持与服务保证

以下是卡奇娱乐公司对采用本系统的客户的承诺的技术服务和系统维护内容,仅供参考,具体的细节可根据客户的需要进行协商。甲方为客户,乙方为卡奇娱乐技术公司。

10.1 系统的安装、调试与培训

本系统核心软件必须在约定时间内开发完成,软件开发完成后乙方派技术人员到现场安装及调试,并进行与本系统有关的必要的技术培训;

本系统成功安装后,乙方为甲方指定的最终客户使用人员提供培训。培训的内容包括本项目中软件及硬件的所有功能,采用专人讲解、实际操作和现场进行问题解答的指导方式。

10.2 免费保修承诺

所有产品保修期为一年。保修期内,非因用户人为原因造成的产品故障,公司均有义务免费维修,并在维修期间向用户免费提供备用产品,以确保不延误用户生产和科研。如在保修期内,产品多次发生故障,合计维修时间(不包括在途时间)超过30 天,公司将为用户更换同型号产品。保修期自公司开具发票之日起计算,保修期满,用户仍享受免费维修服务,如需更换元器件,用户需支元器件成本费。

10.3 专业软件免费升级承诺

用户享有终生免费软件升级权利,软件升级指厂方为改进和完善产品的系统和操作而进行的版本升级。

10.4 技术培训承诺

设备安装所在地为用户方人员提供技术培训,培训人员的人数和培训时间用户方确定。

培训计划应包括以下内容:

1)设备的工作原理和技术性能。

2)设备安装、测试。

3)设备维护、操作等。

乙方培训效果及提供以下必要的培训资料、文件和设施:

1)乙方负责对用户进行全面的技术培训,使用户达到能独立进行管理、维护和故障处理等工作,以便用户所使用的硬件、软件产品能够正常、安全地运行。如果甲方在短时间内不能完全接受系统所有内容,乙方有义务多次讲解;

2)乙方的培训对象为系统使用的系统管理员、系统操作员,乙方需提供培训教材。

3)技术培训内容及时间安排:乙方负责派出具有工程师以上职称并具有教学经验的教员,在用户方指定地点、时间提供免费(讲义、资料)培训服务。

10.5 技术服务承诺

乙方提供一年的免费现场技术支持。

乙方为甲方提供每周7天,每天24 小时电话服务和EMAIL 咨询服务;

对于系统产生的任何问题,我公司承诺响应时间为4 小时,24 小时内解答客户疑问(电话或现场指导)。

本系统运行三个月后,公司将于双方均感方便之时到用户单位回访,与用户探讨深层次技术问题,征求用户对本系统和服务的意见,从而使本系统得到改进与完善。

10.6 维修服务承诺

对于所投标的产品,提供终身维修服务,保修期内的维修(如果非人为的因素)提供免费维修。如保修期内设备出现故障,乙方将在4 小时内通过电话、传真进行技术维修支持,如无法排除,乙方在24 小时内将派遣工程师赴现场,进行故障排除,如无法现场修复,乙方在一周内提供备件等方式并由合格技术人员排除故障。

10.7 超过保修期的维修承诺

对超过保修期的设备,厂家提供维修或提供响应的维修备件,收费仅限于基本材料费及相应杂费。

10.8 配合使用者进行二次功能性开发提供一切必要技术支持的承诺对于用户要进行二次功能开发,卡奇娱乐公司提供全面的技术支持,可以提
供二次开发部分源代码。

10.9 定期向供产品升级和更新信息承诺所投标产品如果厂家有升级和更新的信息,上海华测公司承诺在第一时间通知用户,并每隔一个月主动和用户进行电话交流。

售后服务:华测GNSS在雅安汉源新县城萝卜岗的变形监测应用方案(2)”维修与校正服务

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