一种路基表面沉降远程多点监测系统与方法

摘要

本发明涉及一种路基表面沉降远程多点监测系统与方法，属于光学和几何位置测量领域。该系统包括处理单元和基准光源装置为源节点、多个位于被测点带光源的路基表面沉降远程监测装置为节点的链状结构。该方法采用每个监测装置测得前一个装置的相对沉降，累计得到该装置相对基准光源装置的相对沉降，再将基准光源装置溯源到国家水准点，得到被测点的绝对沉降。精度要求高时，可增加可溯源的误差补偿装置构成闭环测量，对累积误差进行修正。本发明测量时无需机械位移，耗电量低，适于野外无交流供电的环境；通过链状结构，实现远距离观测点溯源，易于建立统一测量基准；通过闭环方式，对测量中的累积误差进行修正，提高测量精度。

主权项

一种路基表面沉降远程多点监测系统，由基准光源装置、多个带光源的路基表面沉降远程监测装置和中央处理单元组成，基准光源装置和带光源的路基表面沉降远程监测装置共用同一个中央处理单元，中央处理单元以有线或无线方式与基准光源装置和带光源的路基表面沉降远程监测装置进行连接；其特征在于：所述多点监测系统包括位于路基沉降变形区以外的一个基准光源装置作为源节点、多个带光源的路基表面沉降远程监测装置作为节点的链状结构；基准光源装置由基准光源（Ⅳ）和固定观察桩（Ⅴ）组成，基准光源（Ⅳ）包括控制单元（12）和光源单元；控制单元（12）固定在固定观察桩（Ⅴ）上，包括控制电路、电源模块与通信模块，用于接收指令、调节光源单元的光强；光源单元包括第一点光源（13）、第二点光源（14）和固定板（15），第一点光源(13)、第二电光源(14)相距20mm固定在固定板(15)上，第一点光源（13）、第二电光源（14）与控制单元（12）连接，固定板（15）垂直固定在固定观察桩（V）上；固定观察桩（Ⅴ）埋设在路基沉降变形区以外，不发生沉降或者其沉降量小于被测点沉降量百分之五的地点；带光源的路基表面沉降远程监测装置由带光源的沉降测量单元（I）和沉降检测桩（II）组成；带光源的沉降测量单元（I）安装在沉降检测桩（II）上，沉降检测桩（II）埋设在待测点处；沉降检测桩（Ⅱ）由沉降检测桩测杆（10）、沉降检测桩底板（11）组成，沉降检测桩底板（11）埋设于路基（Ⅲ）中，带动沉降检测桩测杆（10）以及固定在其上的带光源的沉降测量单元（Ⅰ）与路基（Ⅲ）同步沉降；带光源的沉降测量单元（Ⅰ）包括窗口玻璃（1）、成像透镜（2）、光电位置探测器（3）、信号处理电路（4）、电源模块（5）、通信模块（6）、安装盒（9）；所述窗口玻璃（1）与成像透镜（2）嵌入安装盒（9）前壁，且窗口玻璃（1）光轴与成像透镜（2）光轴重合；所述光电位置探测器（3）固定于信号处理电路（4）上；所述信号处理电路（4）、电源模块（5）、通信模块（6）都固定于安装盒（9）内；所述信号处理电路（4）分别与电源模块（5）、通信模块（6）连接，带光源的沉降测量单元（Ⅰ）还包括第三点光源（7）、第四点光源（8）；所述第三点光源（7）、第四点光源（8）垂直相距Di嵌入安装盒（9）后壁；所述信号处理电路（4）还分别与第三点光源（7）、第四点光源（8）连接。