(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210828593.5 (22)申请日 2022.07.14 (71)申请人 李中 地址 518000 广东省深圳市南 山区蛇口金 融中心19楼 (72)发明人 李中　 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种公路边坡用天空地一体化智能监测系 统 (57)摘要 本发明提供了一种公路边坡用天空地一体 化智能监测系统， 属于边坡监测技术领域， 它解 决了现有公路边坡监测手段单一、 智能维度低等 问题。 包括若干无线信号发射塔、 防火墙、 数据处 理中心和监控中心， 无线信号发射塔通过无线通 讯连接有天监测模块、 空监测模块和地监测模 块， 天监测模块包括点监测、 面监测和视觉监测， 空监测模块包括三维激光扫描测量、 点线面覆盖 监测和数字化近景摄影监测， 地监测模块包括位 移监测、 水力监测和环境因素监测以及监测机 构。 本发明形成多层次、 多视角、 多技术、 自动化 的立体边坡监测体系， 形态全、 多维度的连续、 实 时监测、 智 能化程度高， 可进行边坡状态演变规 律的精细化数值模拟计算。 权利要求书2页 说明书8页 附图10页 CN 115388939 A 2022.11.25 CN 115388939 A 1.一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统， 包括若干无线信号发射塔、 与无线信 号发射塔通过无线通讯连接的防火墙、 与防火墙通过无线通讯连接的数据 处理中心、 与数 据处理中心通过无线通讯连接的监控中心， 其特征在于， 所述无线信号发射塔通过无线通 讯连接有天监测模块、 空监测模块和地监测模块， 天监测模块包括点监测、 面监测和视觉监 测， 空监测模块包括三 维激光扫描测量、 点线面覆盖监测和数字化近景摄影监测， 地监测模 块包括位移监测、 水力监测 和环境因素监测以及监测机构。 2.根据权利要求1所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统， 其特征在于， 所 述点监测包括全球导航卫星系统， 全球导航卫星系统为美国的GPS系统、 欧盟的GALILEO系 统、 俄罗斯的GLONASS系统以及中国的北斗卫星导航BDS系统之一或任意几种组合形成， 卫 星全天候在线监测， 将监测数据实时传输到数据处理中心实现数据自动化传输、 管理和分 析处理， 处理， 大大减轻人工现场监测的工作量。 全球导航卫星系统监测数据质量较高， 有 益于实现边坡临滑预报。 3.根据权利要求1所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统， 其特征在于， 所 述面监测包括合成孔径雷， 合成孔径雷达二次观测中雷达波相位差与空间距离之间的关 系， 提取区域 地表三维变形信息 。 4.根据权利要求1所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统， 其特征在于， 所 述视觉监测包括高分辨 率遥感卫星， 高分辨 率遥感卫星定时遥感监测边坡图片信息 。 5.根据权利要求1所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统， 其特征在于， 所 述三维激光扫描测量包括三 维激光扫描仪， 扫描仪对目标整体或局部进 行完整的三 维坐标 数据测量， 得到完整、 全面、 连续、 关联的全景点坐标数据， 三 维激光扫描仪对边坡工程进 行 监测， 扫描得到的数据拼接、 坐标转换、 消噪后生成模型。 6.根据权利要求1所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统， 其特征在于， 所 述点—线 —面覆盖监测包括若干相互配合的光纤传感器， 若干相互配合的光纤传感器形成 光纤布设和组网， 公路边坡 “点—线—面”全覆盖监测信息， 具备变形协调性， 保证测试光纤 和边坡良好接触、 协同变形， 才能获得真实有效的监测。 7.根据权利要求1所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统， 其特征在于， 所 述数字化近景摄影测 量包括计算机、 数字化技术单元和数码相 机， 数字化近景摄影测量采 用虚拟照片法和摄影法进行边坡监测,具备非接触遥感式观测的特点， 能够测量整个视野 内边坡上所有观测点的运动 情况， 可应用于边坡形态机理、 边坡边界演化过程、 边坡空间发 育和边坡变形监测方面。 8.根据权利要求1所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统， 其特征在于， 所 述位移监测包括全站仪、 位移计、 GPS定位器和测斜仪， 水利监测包括水位计、 孔隙水压计、 渗压计和湿度传感器， 环境因素监测包括 雨量计、 蒸发仪和 测振仪。 9.根据权利要求18任一项所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统， 其特征 在于， 所述监测机构包括主杆(1)， 主 杆(1)的上部 设有安装架组件(2)， 安装架组件(2)的上 设有两个太阳能转换球(3)， 主杆(1)的上端设有两个固定架(4)， 两个固定架(4)上设有避 雷针(5)， 主杆(1)的内部设有蓄电池和主控板， 主杆(1)的内部设有十个分区， 由上向下依 次为第一分区至第十分区， 第一分区至第十分区内部均设有湿度传感器(10)， 第一分区内 部设有雨量计(6)， 第二分区和第九分区内部 设有位移计(11)， 第三分区和第七分区内部 设权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115388939 A 2有GPS定位器(12)， 第五分区内部可拆卸 地设有若干渗压计(8)， 第六分区内部设有测斜仪 (13)， 第十分区内部设有测振仪(9)。 10.根据权利要求9所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统， 其特征在于， 所述主杆(1)呈上小下大的圆台体， 主杆(1)上设有十个门框(14)和十组监测孔(15)， 门框 (14)和一组监测孔(15)均与十个 分区对应 设置， 门框(14)上铰接有密封门(7)， 雨量计(6)、 渗压计(8)和湿度传感器(10)均由监测孔(15)伸出主杆(1)； 所述安装架组件(2)包括横架(19)和绑定架(16)， 横架(19)上设有绑定箍(18)， 绑定箍 (18)卡合在主 杆(1)上部， 绑定架(16)固定在主杆(1)上部， 绑定架(16)上设有固定座(24)， 固定座(24)和横架(19)之间设有两个对称的斜撑杆(17)， 横架(19)的两端上部均设有螺杆 (20)； 所述太阳能转换球(3)包括连接杆(25)， 连接杆(25)螺接在对应的螺杆(20)上， 连接杆 (25)上端设有基座(26)， 基座(26)内部设有光电转换器(27)， 光电转换器(27)与主控板电 性连接， 基座(26)上部设有上光伏板(29)和 若干圆周均布的侧光伏板(30)， 基座(26)上设 有钢化玻璃球罩(28)， 上光伏板(2 9)和侧光伏板(3 0)位于钢化玻璃球罩(28)内侧； 所述固定架(4)包括两个半圆箍(21)， 两个半圆箍(21)之间设有两个连接螺栓副(22)， 半圆箍(21)上设有安装孔(23)， 避雷针(5)设置在两个固定架(4)的安装孔(23)内部； 所述雨量计(6)包括进雨斗(31)和过滤器(33)， 进雨斗(31)固定在主杆(1)的外侧， 过 滤器(33)固定在第一分区内部， 进雨斗(31)和过滤器(33)之间设有软管， 软管由第一分区 处的监测孔(15)伸出， 过滤器(33)下端设有计量器(34)， 计量器(34)侧部电性连接有连接 头(32)， 连接头(32)与主控板电性连接， 计量器(34)的下端 连接有储存筒(35)， 储存筒(35)   的下端设有排液 管(36)， 排液管(36)的末端从第二分区处的监测孔(15)伸出。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115388939 A 3