長安大學(xué)“高精度北斗地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺”，成功預(yù)警黃土滑坡

1月27日20時53分，長安大學(xué)的“高精度北斗地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺”發(fā)出滑坡即將失穩(wěn)的緊急紅色告警。7分鐘后，體積近10萬方的黃土滑坡轟然發(fā)生。

而這已經(jīng)不是長安大學(xué)這支研究團隊第一次成功預(yù)警突發(fā)性黃土滑坡了，在2019年3月和2019年10月，他們還分別成功預(yù)警了兩次突發(fā)性黃土滑坡事故。

基于北斗，可監(jiān)測毫米級的滑坡位移

據(jù)報道，這個預(yù)警平臺是基于長安大學(xué)張勤教授團隊研發(fā)的云平臺低成本高精度北斗/GNSS監(jiān)測系統(tǒng)。

早在2018年10月，長安大學(xué)張勤教授和黃觀文教授研究團隊就在黑方臺地質(zhì)災(zāi)害隱患點布設(shè)了北斗高精度監(jiān)測設(shè)備。該些設(shè)備能實時捕捉到毫米級的滑坡位移變化，隨著北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組網(wǎng)成功，這一系統(tǒng)的監(jiān)測精度也進一步提高。之后，通過對高精度的滑坡位移監(jiān)測序列進行分析，可以得到滑坡的運動狀態(tài)，進而分析出滑坡所處的變形階段，從而發(fā)出準確預(yù)警。

隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在2020年已形成全球服務(wù)能力，加之近年來基于虛擬化、分布式技術(shù)的云計算得到迅速發(fā)展，團隊設(shè)計了一款低成本高效率的北斗云滑坡實時監(jiān)測解決方案：

將終端接收機從專業(yè)測量型設(shè)備設(shè)計定位為僅接收原始數(shù)據(jù)的傳感器，實現(xiàn)成本大幅降低;

通過地面網(wǎng)絡(luò)將傳感器數(shù)據(jù)實時傳輸至北斗云，實現(xiàn)云存儲;

在云服務(wù)器上，通過多線程并行算法同時進行北斗實時快速定位和事后精密定位，實現(xiàn)云計算;

通過高效數(shù)據(jù)庫技術(shù)，利用Web端平臺進行監(jiān)測信息發(fā)布，實現(xiàn)云發(fā)布。

結(jié)果表明，短基線情形下北斗實時監(jiān)測精度E方向(東方向)優(yōu)于2mm，N方向(北方向)優(yōu)于2mm，U方向(高程方向)優(yōu)于3mm，完全能夠滿足滑坡高精度實時監(jiān)測需求。

這個監(jiān)測系統(tǒng)的最底層設(shè)備是在各個隱患點布置的GNSS(Global Navigation Satellite System, GNSS)監(jiān)測接收機。長安大學(xué)研發(fā)的具有云存儲功能的GNSS多模接收機，相較于傳統(tǒng)接收機在體積上縮小了約75%，在去冗余功能的同時實現(xiàn)了性能穩(wěn)定和可擴展等特點，成本也降至傳統(tǒng)售價的10%，僅數(shù)千元。

考慮到許多地形復(fù)雜，許多需要監(jiān)測的地方人員難以到達，新型的監(jiān)測接收機還可以用無人機進行精準拋投。

另外，這些監(jiān)測接收機均采用太陽能供電，可保證環(huán)境惡劣地區(qū)的持續(xù)供電，且具有自主恢復(fù)的能力，無需人工干預(yù)。