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邊坡在線監(jiān)測系統(tǒng)會不會受信號干擾?怎么避免?
在邊坡監(jiān)測場景中,信號穩(wěn)定是系統(tǒng)精準運行的關鍵。不少用戶會擔心:邊坡在線監(jiān)測系統(tǒng)(尤其是主流的 GNSS 型)會不會受信號干擾?實際上,受環(huán)境、設備、外部電磁等因素影響,系統(tǒng)確實可能遭遇信號干擾,但通過科學的規(guī)避措施,可將干擾影響降至低,保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性與連續(xù)性。
從干擾類型來看,邊坡在線監(jiān)測系統(tǒng)的信號干擾主要集中在三類場景。第一類是衛(wèi)星信號遮擋與多徑干擾,這是 GNSS 監(jiān)測系統(tǒng)最常見的問題。邊坡多位于山區(qū)、礦區(qū)等地形復雜區(qū)域,若監(jiān)測站周邊有高大樹木、陡峭山體、建筑物或輸電線路塔,會遮擋衛(wèi)星信號,導致接收機接收的衛(wèi)星數(shù)量減少(正常需≥8 顆,干擾時可能降至 3-5 顆),定位精度從毫米級降至厘米級甚至米級。同時,信號經(jīng)地面巖石、金屬設備反射后產(chǎn)生的 “多徑效應",會讓接收機誤判信號來源,導致位移數(shù)據(jù)出現(xiàn)虛假波動 —— 例如某礦山邊坡監(jiān)測站,因靠近金屬礦車停放區(qū),反射信號導致監(jiān)測數(shù)據(jù)單日波動達 15 毫米,遠超正常誤差范圍。
第二類是電磁干擾,主要來自周邊工業(yè)設備與通信信號。邊坡監(jiān)測區(qū)域若存在大型采礦機械、高壓輸電線、無線電臺等,會釋放強電磁信號,干擾 GNSS 接收機的信號接收電路,導致數(shù)據(jù)采集中斷或失真。某公路邊坡監(jiān)測項目中,因監(jiān)測站距離 110kV 高壓線路僅 50 米,高壓電場導致系統(tǒng)每天出現(xiàn) 2-3 次數(shù)據(jù)斷連,每次持續(xù) 10-20 分鐘;此外,部分山區(qū)使用的對講機、無人機遙控器等設備,若與監(jiān)測系統(tǒng)通信頻段(如 4G/5G 的 1.8GHz、2.6GHz 頻段)重疊,也會造成數(shù)據(jù)傳輸卡頓。
第三類是氣象與環(huán)境干擾,天氣會間接影響信號穩(wěn)定性。暴雨、濃霧、暴雪等天氣會增加大氣水汽含量,延緩衛(wèi)星信號傳播速度,導致定位誤差增大;而沙塵暴、揚沙天氣會遮擋衛(wèi)星信號,尤其在西北干旱地區(qū)的邊坡監(jiān)測中,春季沙塵暴頻發(fā)時,系統(tǒng)信號接收率可能從 99% 降至 85% 以下,數(shù)據(jù)有效性降低。
針對這些干擾,可通過 “設備選型 + 安裝優(yōu)化 + 技術防護" 的組合策略有效規(guī)避:
首先,精準選址與設備選型是基礎。選址時需確保監(jiān)測站周邊 20 米內(nèi)無高大遮擋物,優(yōu)先選擇邊坡頂部、開闊平臺等視野開闊區(qū)域,若無法避開山體遮擋,可通過升高天線支架(如將支架高度從 2 米增至 5 米)提升信號接收角度;同時避開高壓線路、工業(yè)設備密集區(qū),與電磁源保持至少 100 米安全距離。設備選型上,優(yōu)先選擇具備抗多徑效應的扼流圈天線,這類天線可過濾 70% 以上的反射信號;接收機選擇工業(yè)級抗電磁干擾型號,如具備 EMC(電磁兼容性)認證的設備,能抵御高壓電場、射頻信號的干擾,某礦山選用此類設備后,數(shù)據(jù)斷連次數(shù)從每天 3 次降至每月 1 次。
其次,優(yōu)化安裝與信號增強可提升穩(wěn)定性。安裝時,將 GNSS 天線與通信模塊(4G/5G)分開布置,避免兩者信號相互干擾;若監(jiān)測區(qū)域 4G/5G 信號弱,可加裝信號放大器或部署無線網(wǎng)橋,例如某山區(qū)邊坡通過加裝高增益 4G 天線,信號強度從 - 105dBm 提升至 - 75dBm,數(shù)據(jù)上傳成功率從 88% 升至 98%;對于衛(wèi)星信號遮擋嚴重的區(qū)域,可采用 “多站組網(wǎng)" 模式,在周邊無遮擋處設置基準站,通過差分定位技術補償信號損失,確保監(jiān)測精度。
最后,技術防護與日常維護是保障。在監(jiān)測站周邊布設電磁屏蔽網(wǎng)(如銅網(wǎng)、鍍鋅鐵絲網(wǎng)),可削弱外部電磁干擾,某高壓線路附近的監(jiān)測站加裝屏蔽網(wǎng)后,電磁干擾導致的誤差從 8 毫米降至 2 毫米以內(nèi);日常維護中,定期清理天線表面的灰塵、積雪、鳥糞等雜物,避免遮擋信號;同時關注天氣預警,暴雨、沙塵暴來臨前,檢查設備固定情況,必要時臨時啟用備用電源與衛(wèi)星通信模塊(如北斗短報文),防止數(shù)據(jù)斷連。
綜上,邊坡在線監(jiān)測系統(tǒng)雖可能受信號干擾,但通過科學的規(guī)避措施,可將干擾影響控制在可接受范圍。只要結合監(jiān)測區(qū)域的地形、電磁環(huán)境、氣象條件做好前期規(guī)劃,就能確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行,為邊坡安全預警提供可靠數(shù)據(jù)支撐。