為持續推進普適型地質災害監測設備研發與前沿技術試用示范，進一步提升地質災害技術防災能力，根據自然資源部、中國地質調查局安排部署，中國地質環境監測院（自然資源部地質災害技術指導中心）在已有普適型監測設備研發實驗基礎上，推進新技術、新方法試用示范，組織開展了2021年的野外試用工作。
本次野外試用工作，中國地質環境監測院（自然資源部地質災害技術指導中心）組織專家對全國范圍內申請單位提交的申請試用材料進行嚴格評審，南方測繪以優良的自主研發能力、豐富的案例經驗、強大的規模化生產能力，從眾多申請試用單位中脫穎而出，入圍本次試用示范。
2021年普適型地質災害監測設備野外試用的工作重點是推進新技術新方法試用示范。在符合《地質災害監測通訊技術要求》和《地質災害專群結合監測預警技術指南（試行）》基礎上，積極推進非接觸式、自組網、衛星通信等新技術、新方法的示范應用。
在本次野外試用示范中，南方測繪依托公司強大的研發能力，根據地質災害監測設備高可靠性、低成本、低功耗、易維護等特點，研發一系列普適型監測設備，以下為核心技術介紹：
01 地質災害監測的特性要求監測設備解決單模通信短板問題
地質災害監測工程為生命工程，其對監測數據穩定性、實時性、精度有著高標準和高要求。一般來說GNSS監測接收機通過移動通信信號方式將觀測數據回傳到平臺進行解算進而實現數據分析和預警，這一方式極大程度上保障了監測的有效性。但這種方式存在以下缺陷：
（1）在信號不穩定隱患點，GNSS回傳觀測數據質量下降，導致解算失真甚至解算不出結果；
（2）災害的發生，時常伴隨著移動通信信號的暫時中斷。依賴移動數據單模通信在災害發生時存在短板；
（3）無法直接實現前端自組網報警功能。
02 南方測繪研發自組網普適型GNSS接收機解決核心難題
從具體應用需求出發，南方測繪創行業先河研發出自組網普適型GNSS接收機。自組網普適型GNSS接收機同時存在兩條通信鏈路，即通常應用的4G傳輸方式和現場組網傳輸方式，實現了雙模通信。
自組網普適型GNSS接收機具有以下明顯技術優勢：
（1）雙模通信，自主切換：自組網通訊技術與4G通信技術融合應用，解決單模通信短板；兩種通信方式可自主切換，互為備份，提高了傳輸的可靠性。同時自組網的分時組網可保障監測接收機低功耗的特性。
（2）前端自組網：組網距離可達8km，可滿足單個或相鄰隱患點之間多個監測站與基準站組網，共用基準站網絡傳輸，大幅降低通信成本。
（3）邊緣計算：前端組網實現了前端數據的匯聚，是實現前端邊緣計算的前提，有效避免4G網絡傳輸存在的數據丟包問題，大大提高數據解算質量。
（4）應急通信支持：GNSS原始數據大，無法融入北斗短報文等應急通信手段進行傳輸，通過前端自組網+邊緣計算技術，可以在現場完成解算，通過北斗短報文方式將結果數據回傳至后臺服務器或監測應用平臺，解決了GNSS觀測數據量大無法用北斗短報文傳輸的短板。
非接觸式監測—智能測量機器人技術
本次野外試點應用的另外一項核心技術--南方測繪自主研發的NTS-591型智能測量機器人。NTS-591智能型測量機器人，匯聚了南方測繪多年來光、機、電技術結晶，全自主化設計。具備高精度測角測距能力，同時配備自動照準系統和高精度伺服馬達，自動照準ATR精度可達1秒，搜索范圍600米。搭配自動化控制軟件，可實現單人測繪作業及自動化無人值守監測作業。
此次野外試用以崩塌體作為示范應用場景。智能測量機器人技術實現了在崩塌體外的穩定區域架設機器人，在崩塌體的各個危巖體上安裝無源的棱鏡，實現危巖體上棱鏡的三維坐標采集，通過三維坐標的變化去判斷危巖的穩定性，這是對崩塌監測的一種全新方法的引入，其具有以下明顯技術優勢。
（1）點到面：能實現點到面的三維坐標自動掃點、自動測量、成果智能輸出的效果，能兼顧崩塌體監測數據特性及完整性問題；
（2）無運維成本及運維安全問題：危巖體上只需安裝無源反射棱鏡，一次安裝，終身免維護。
（3）測量結果直觀顯示、精度毫米級。
由于智能測量機器人具有一主機多監測點、非接觸式測量、適用范圍廣、易于維護等優勢，后續將在表面位移監測、裂縫等監測內容中發揮更大的作用。
此外，本次監測設備野外試用示范項目南方還安裝了5套地表裂縫監測儀（NF-DLF）、5套地面傾斜監測儀（NF-QX01）、5套壓電式雨量計（NF-YDRA）、5套泥位監測儀（NF-RLG001）、5套聲光報警器（NF-BJ），共 36套設備。自設備投入試用以來，運行穩定，得到中國地質環境監測院（自然資源部地質災害技術指導中心）的肯定。
01 自組網普適型GNSS接收機（MR1）
自組網與移動通信雙模通信：高可靠的數傳模式，數據傳輸與運維更穩定更便捷。
高集成性：集成RTU，內置eSIM卡，多源數據融合，實現主機高度一體化。
心跳探針：接收機遠程喚醒機制，確保接收機在線率。
自適應變頻監測：根據位移變化情況自適應調整上報頻率和調整監測模式。
雙重防盜：獨特物理加密鎖、高精度電子圍欄功能，野外長期監測安全有保障。
易維護：物聯平臺管理、配置與維護，無需現場操作即可完成安裝調試。
多場景應用：設備支持多種通用接口、通訊協議、多數據中心支持。
02 智能測量機器人（NTS-591）
廣泛的數據通信接口：支持互聯網、云平臺接入，高效傳輸，智能互聯。
高擴展性開發包：針對不同場景對功能進行自定義開發，實現豐富的APP應用拓展。
PS超級搜索：360°自動搜索棱鏡，高速、準確。
ATR自動照準：自動照準棱鏡中心，不懼云霧黑夜，自動照準精度高達1″。
自動化監測：搭配南方SMOS監測平臺或第三方平臺，實現7×24小時全天候監測預警。
03 地面傾斜監測儀（NF-QX01）
高度集成化設計，內置傾角、加速度計等傳感器，多模塊高效協同，智慧暢聯。
自供電設計：造就強勁續航能力，一次安裝，5年免維護，省心省力。
多監測模式支持，低功耗：支持多種工作模式（自報式、查詢式、兼容式等），最大限度降低功耗，讓數據上報更及時可靠。
多中心支持：設備支持向3路及以上地址發送含不同登錄信息及不同協議格式的數據功能。
易維護：物聯平臺管理、配置與維護，無需現場操作即可完成安裝調試。
04 地表裂縫監測儀（NF-DLF）
采用一體化結構設計，全密封結構，整體防護等級達到IP67級，保證設備在野外運行的可靠性。
產品采用高性能工業級通信處理器和工業級無線模塊，以嵌入式實時操作系統為軟件支撐平臺。
具備 NB-IoT、LoRa與 4G無線網絡功能，同時具有多種接口，可滿足多場景應用需求。
采集多種監測要素，可同時采集裂縫位移、三軸傾角、振動頻率、電源電壓、環境溫度等參數，大大增加數據采集相關性，便于后續數據分析。
可觸發式采集，在傳感器發生裂縫或振動時，可立即采集并加報。
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國家推動自然災害防治為地質災害監測帶來新的需求與挑戰，在這場新時代技術變革的征途中，南方測繪已然邁出了重要一步。可以預見的是，在未來，南方將在促進地質災害監測預警技術裝備能力水平提高的道路上精準發力，構筑起地質災害監測預警普適型儀器設備研發工作的技術創新高地！
南方測繪地災監測守護一方安瀾
