北斗+广播 创新地灾防范新范式

来源:中国测绘网   11天前   

地处南方山地丘陵地区的广西,提前到达的汛期,几次持续强降雨天气加上疫情影响,地质灾害防范压力骤然加大。如何加强地灾隐患点的监测预警?

 

广西自然资源厅联合广西广播电视局、深圳思凯微电子公司、武汉大学等机构,成功研发了“北斗+广播”边坡高精度自动监测系统,以“北斗+广播”的技术跨界融合方式,通过技术创新攻关赋能地灾防范。效用明显,业内看好。

 


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“北斗+广播”创新数据传输方式

传统的地灾监测技术,通常是采用卫星导航定位技术,通过在监测点周边建立卫星导航定位基准站,通过移动通讯信号向监测点发送定位修正信息,将地表变形的监测精度从米级提升至厘米或毫米级,再通过移动通讯信号回传监测信息,给后方的地质灾害防治工作人员及监测员提供应急处置数据参考。

 

但传统的地灾监测技术在广西显得水土不服。


这是因为卫星导航定位基准站成本高昂,移动通讯不稳定且维护费用高,不适合解决边远山区的地质灾害监测预警难题。假若不单独建站,紧靠现有的定位增强服务,无法覆盖广西数量巨大的地灾监测点定位需求。要知道,广西目前等级在册的隐患点多达10474处,其中易发区5634个,涉及人口约143万人。

 


面对传统技术的缺陷,广西自然资源厅在现有资源和技术基础上,开展了“北斗+广播”的监测预警技术研究,利用共生数字调频广播信号技术和北斗卫星导航高精度定位技术相结合,在定位信息广域覆盖基础上,融合武汉大学GNSS核心解析算法和MEMS四维监测系统的技术体系,实现地质灾害监测预警功能。

 

据了解,广西于2018年底建成了覆盖全自治区的北斗高精度基准站网,其包含1个数据中心和110座平均布设的北斗高精度基准站。利用现有的北斗高精度基准站网提供定位服务,可以节省建站成本实现毫米级的定位精度。

 

在确保定位服务后,定位信号的播发问题是下一个需要解决的问题。面对定位信号容易“堵车”这一难点,研发人员创新性地采用“广播”技术播发定位信号,将以往“一对一”的移动网络信号传输方式,利用“广播”的特性提升为“一对多”传输。

 


据介绍,利用我国自主创新的共生调频数据广播技术——CDRadio(数字和模拟信号同播技术),播发北斗卫星导航差分修正数据,具有成本低廉、覆盖广阔、信号强大、部署快捷和普遍适用的特点。

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系统设备经济适用

常规的地灾监测,每个监测点需要建一个卫星导航定位基准站,大约5万元,同时每年还会产生1000元左右的4G网络通信费。监测的点越多,投入就越大。高昂的成本和持续的费用,是全面铺开监测的“痛点”“难点”。

 

与传统监测不同的是,广西“北斗+广播”监测系统假若进行全面推广,可以节省近5亿元的建设资金,后续每年还将节约通信费用约1000万元。同时,采用“广播”技术播发定位信号,将直接节省监测点后续网络服务费用,每个监测点每年可节省网络费用约800元。

 


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推广试验

地灾监测系统的布设,很大程度上取决于现场地质条件和周边环境。以天气为例,广西曾出现连续40多天的绵绵阴雨天气,这样的天气会对设备的持续供电能力有着巨大的考验。

 

与此同时,在多山地丘陵的广西,除了“北斗+广播”监测系统的建设,广西自然资源主管部门还积极推进超融合实景三维应用平台、1:5万遥感技术的运用,充分发挥广西的技术优势。

 

“群测群防仍然是当前地质灾害防治的最有效手段,但仅靠人的力量是防不过来的,监测预警一定要依靠科技的力量。‘北斗+广播’新技术的应用,正是体现了广西从传统‘人防’到‘人防+技防’的深刻转变。”广西自然资源厅厅长陈建军表示,下一步该厅将加快地灾监测预警普适性设备的推广应用,尽最大努力提升“隐患什么时候发生”的预警能力。