基于BDS的毫米级基坑围墙位移监测及告警系统

潘军道; 蔡浩原; 刘振耀; 吴春秋; 张邦芾; 杨斌; 刘丰敏; 赵晟霖

doi:10.12265/j.gnss.2021110801

基于BDS的毫米级基坑围墙位移监测及告警系统

doi: 10.12265/j.gnss.2021110801

潘军道^1, ,,
蔡浩原^{1, 2},
刘振耀¹,
吴春秋³,
张邦芾³,
杨斌³,
刘丰敏⁴,
赵晟霖^{1, 2}

1.
中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094
2.
传感技术国家重点实验室, 北京 100094
3.
国家建筑工程技术研究中心, 北京 100094
4.
建研地基基础工程有限责任公司, 北京 100094

基金项目: 河北省省级科技计划资助(21375411D)

详细信息

作者简介:
潘军道：(1992—)，男，硕士，工程师，主要研究方向为GNSS数据处理与应用

通讯作者:
潘军道，E-mail：panjd@aircas.ac.cn

中图分类号: P228.4；TU478
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2021-11-08
- 网络出版日期: 2022-04-14

A BDS-based millimeter-level foundation pit wall displacement monitoring and early warning system

1.
Aerospace Information Research Institute Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094, China
2.
State Key Laboratory TransducerTechnology, Beijing 100094, China
3.
National Engineering Research Center of Building Teshnology, Beijing 100094, China
4.
CABR Foundation Engineering Co. Ltd., Beijing 100094, China

摘要

摘要: 针对建筑基坑围墙及基坑边坡在建筑物施工过程中发生水平位移和沉降造成安全隐患问题，设计了一种基坑围墙位移监测系统，利用测点定时采集北斗卫星导航系统 (BDS)观测数据，在服务器上结合参考站数据顺序对各个监测点位移监测数据进行处理，最后用休哈特均值控制图，当测点位移量超过阈值时系统发出告警，测点每60 min给出一组测量值，准静态实际测试结果表明：系统能够实现基坑围墙测点东(E)方向为5 mm；北(N)方向为4 mm；天顶(U)方向为9 mm的监测水平.
- 建筑基坑 /
- 位移监测 /
- 北斗卫星导航系统(BDS) /
- 休哈特均值控制图
Abstract: Aiming at the potential safety hazards caused by the horizontal displacement and settlement of the building's foundation pit wall and the foundation pit slope during the construction of the building, a monitoring system for the displacement of the foundation pit wall is designed. The BeiDou Navigation Satellite System (BDS) observation data is collected regularly by measuring points and combined on the server. The reference station data sequence is used to process the displacement monitoring data of each monitoring point. Finally, the Shewhart mean value control chart is used. When the displacement of the measuring point exceeds the threshold, the system will give an alarm. The measuring point will give a set of measured values every 60 minutes, which is quasi-static. The test results show that the system can achieve a precision of 5 mm in the east (E) direction; 4 mm in the north (N) direction; and 9 mm in the up (U) direction for monitoring.
- building’s foundation pit /
- displacement monitoring /
- BeiDou Navigation Satellite System (BDS) /
- Shewhart mean value control chart

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图 1 建筑基坑围墙

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图 2 系统部署示意图

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图 3 监测节点设备

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图 4 系统工作流程图

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图 5 休哈特控制示意图

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图 6 短基线外符合测试结果

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图 7 实际测试环境

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图 8 实际数据事后测试结果

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图 9 系统E、N、U三方向实时运行结果图

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图 10 水平滑台终端测试场景

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图 11 水平滑台测试结果误差图

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表 1 解算处理策略

参数	策略	说明
定位模式	静态定位模式
系统选择	BDS
观测值类型	B1I、B3I
截止高度角/(°)	16	实际测试过程中17
电离层	不考虑
对流层	不考虑
星历	广播星历
模糊度固定	连续固定

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表 2 移动滑台测试结果 mm

序号	标尺	水平	水平误差	三维	三维误差
1	0.0	0.00	0.0	0.00	0.0
2	0.0	0.00	0.0	0.00	0.0
3	2.0	0.60	−1.4	0.63	−1.4
4	2.0	0.25	−1.7	1.35	−0.6
5	4.0	2.60	−1.4	2.61	−1.4
6	4.0	2.73	−1.3	3.44	−0.6
7	6.0	5.42	−0.6	5.42	−0.6
8	6.0	5.53	−0.5	5.59	−0.4
9	8.0	6.67	−1.3	6.69	−1.3
10	8.0	5.95	−2.0	5.95	−2.0
11	8.0	6.61	−1.4	7.08	−0.9
12	8.0	6.00	−2.0	6.51	−1.5
13	8.0	5.81	−2.2	5.86	−2.1
14	8.0	7.09	−0.9	7.23	−0.8
15	8.0	6.52	−1.5	6.67	−1.3
16	8.0	5.72	−2.3	5.75	−2.3
17	8.0	6.63	−1.4	6.74	−1.3
18	8.0	6.85	−1.2	7.24	−0.8
19	8.0	6.50	−1.5	6.51	−1.5
20	6.0	5.85	−0.2	5.85	−0.2
21	6.0	5.50	−0.5	5.59	−0.4
22	4.0	3.74	−0.3	3.86	−0.1
23	4.0	3.86	−0.1	3.87	−0.1
24	2.0	1.10	−0.9	1.12	−0.9
25	2.0	1.07	−0.9	1.20	−0.8

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参考文献(15)

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