基于相控阵雷达的边坡扰动灾害监测系统及方法与流程

本发明属于边坡扰动监测，涉及一种基于相控阵雷达的边坡扰动灾害监测系统及方法。

背景技术：

1、边坡扰动是指在边坡工程中，由于自然因素或人为活动的影响，导致边坡的稳定性受到破坏的现象。这些扰动因素可能包括地下开采、爆破震动、地下水的变化、地震等。边坡破坏的模式取决于岩性以及岩体内地质断裂面的分布和组合。边坡扰动可能引起滑坡和崩塌，这些灾害会对下方的建筑物、交通设施和人民生命财产安全构成严重威胁。在特殊环境下，如高海拔高寒地区，边坡稳定性研究更具挑战性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种基于相控阵雷达的边坡扰动灾害监测系统及方法，对边坡扰动区域的全方位、实时监测，及时发现潜在的滑坡、泥石流灾害前兆，提高灾害监测的精度。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于相控阵雷达的边坡扰动灾害监测系统，它包括相控阵雷达微系统、无人机系统和相控阵雷达后端系统；无人机系统与相控阵雷达微系统和相控阵雷达后端系统电性连接；相控阵雷达微系统包括天线阵列电性连接的tr模块、射频网络、散热装置和变频及控制装置；所述无人机系统包括无人机上设置的摄影机和数据处理器，将数据实时传输到相控阵雷达后端系统。

3、所述天线阵列以增强信号、抑制干扰及自适应地形成阵列方向图。

4、所述tr模块通过tr组件中移相器的相移量，改变雷达波束的方向，实现雷达波束的电扫描，对地搜索、跟瞄和测距。

5、所述射频网络实现波束的快速精确转换。

6、所述散热装置为相控阵雷达后端系统进行充电并降低其发热，提高相控阵雷达的耐用性和安全性。

7、所述变频及控制装置随时切换频率完成对边坡的扫描并实时对边坡进行监测。

8、所述相控阵雷达后端系统设置有预警装置、显示控制模块和信号处理模块；显示控制模块和信号处理模块对接收的数据进行分析，响应预警信息并实时预警；显示控制模块和信号处理模块还通过预警信息为相控阵雷达微系统发出信息来改变对边坡的扫描方位和扫描频率。

9、所述信号处理模块通过无人机系统传输的信息对各类型电信号按预期目的和要求进行处理。

10、所述显示控制模块在信息传递和信息反馈的过程中，对目标系统精确操控。

11、如上所述的基于相控阵雷达的边坡扰动灾害监测系统的预警方法，它包括如下步骤：

12、s1，无人机按预设飞行线路飞抵边坡上空；

13、s2，相控阵雷达微系统中的tr模块通过tr组件中移相器的相移量来对边坡的全方位多角度的监测；

14、s3，相控阵雷达微系统探测边波目标并进行定位，若相控阵雷达后端系统未接收到信号，则通过相控阵雷达后端系统来对相控阵雷达微系统中的射频网络进行更改，实现波束的快速精确转换，精准捕捉到边坡扰动可能存在的区域；

15、s4，若相控阵雷达后端系统接收到信息，随后无人机系统通过无人机和数据处理器将监测到的数据实时的传送至相控阵雷达后端系统，对数据信号进行分析处理，精确测量边坡扰动的宽度和深度，将获取到温度分布变化进行分析，及时发现潜在的滑坡、泥石流灾害前兆，实现对边坡扰动区域的全方位、实时监测。

16、发明的主要有益效果在于：

17、通过相控阵雷达的技术条件实现全方位，多角度的扫描，精准的测量出边坡的角度，宽度以及坡度的变化，同时也能够通过系统监测地表的温度变化，辨别出温度反常的地区，实现对边坡扰动区域的全方位、实时监测，可以较好的识别出发生边坡扰动的区域，提高了监测的完整角度。

1.一种基于相控阵雷达的边坡扰动灾害监测系统，其特征是：它包括相控阵雷达微系统（1）、无人机系统（2）和相控阵雷达后端系统（3）；无人机系统（2）与相控阵雷达微系统（1）和相控阵雷达后端系统（3）电性连接；相控阵雷达微系统（1）包括天线阵列（101）电性连接的tr模块（102）、射频网络（103）、散热装置（104）和变频及控制装置（105）；所述无人机系统（2）包括无人机（201）上设置的摄影机（202）和数据处理器（203），将数据实时传输到相控阵雷达后端系统（3）。

2.根据权利要求1所述的基于相控阵雷达的边坡扰动灾害监测系统，其特征是：所述天线阵列（101）以增强信号、抑制干扰及自适应地形成阵列方向图。

3.根据权利要求1所述的基于相控阵雷达的边坡扰动灾害监测系统，其特征是：所述tr模块（102）通过tr组件中移相器的相移量，改变雷达波束的方向，实现雷达波束的电扫描，对地搜索、跟瞄和测距。

4.根据权利要求1所述的基于相控阵雷达的边坡扰动灾害监测系统，其特征是：所述射频网络（103）实现波束的快速精确转换。

5.根据权利要求1所述的基于相控阵雷达的边坡扰动灾害监测系统，其特征是：所述散热装置（104）为相控阵雷达后端系统（3）进行充电并降低其发热，提高相控阵雷达的耐用性和安全性。

6.根据权利要求1所述的基于相控阵雷达的边坡扰动灾害监测系统，其特征是：所述变频及控制装置（105）随时切换频率完成对边坡的扫描并实时对边坡进行监测。

7.根据权利要求1所述的基于相控阵雷达的边坡扰动灾害监测系统，其特征是：所述相控阵雷达后端系统（3）设置有预警装置、显示控制模块和信号处理模块；显示控制模块和信号处理模块对接收的数据进行分析，响应预警信息并实时预警；显示控制模块和信号处理模块还通过预警信息为相控阵雷达微系统（1）发出信息来改变对边坡的扫描方位和扫描频率。

8.根据权利要求8所述的基于相控阵雷达的边坡扰动灾害监测系统，其特征是：所述信号处理模块通过无人机系统（2）传输的信息对各类型电信号按预期目的和要求进行处理。

9.根据权利要求8所述的基于相控阵雷达的边坡扰动灾害监测系统，其特征是：所述显示控制模块在信息传递和信息反馈的过程中，对目标系统精确操控。

10.根据权利要求1~9任一项所述的基于相控阵雷达的边坡扰动灾害监测系统的预警方法，其特征是，它包括如下步骤：