[發(fā)明專利]一種基于GNSS的實(shí)時(shí)變形監(jiān)測系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710079623.6
• 申請(qǐng)日: 2017-02-14
• 公開（公告）號(hào): CN106871776A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范國澤;崔紅正;易玉丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 千尋位置網(wǎng)絡(luò)有限公司
• 主分類號(hào): G01B7/16
• 分類號(hào): G01B7/16
• 代理公司: 上海市海華永泰律師事務(wù)所31302
• 代理人: 阮紅斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種實(shí)時(shí)變形監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種基于GNSS的實(shí)時(shí)變形監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System，GNSS)已廣泛應(yīng)用于變形的監(jiān)測，其基本原理是，利用終端接收來自衛(wèi)星發(fā)射的電磁波信號(hào)確定終端位置，終端度量電磁波相位值可達(dá)到毫米級(jí)，所以可以采用GNSS定位技術(shù)確定毫米級(jí)的終端位置。但是厘米級(jí)網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)由于其定位精度并不能滿足毫米級(jí)的形變監(jiān)測應(yīng)用場景，只能服務(wù)于亞分米級(jí)的形變實(shí)時(shí)監(jiān)控中。而GAMIT、Bernese技術(shù)要依賴于IGS分析中心的精密星歷、精密鐘差、DCB、ERP等產(chǎn)品，而且如果要達(dá)到毫米級(jí)的精度，需要較長時(shí)間的觀測數(shù)據(jù)，不能做到形變的實(shí)時(shí)監(jiān)測，只能用于事后分析與預(yù)測。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出一種基于GNSS的實(shí)時(shí)變形監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)監(jiān)控、檢校、存儲(chǔ)、分發(fā)處理中心：接收實(shí)時(shí)回傳的GNSS的連續(xù)運(yùn)行參考站集群與部署在監(jiān)測對(duì)象上的所有監(jiān)測點(diǎn)的GNSS的觀測數(shù)據(jù)，均勻地選取監(jiān)測對(duì)象四周的基準(zhǔn)站，并將其數(shù)據(jù)與監(jiān)測數(shù)據(jù)下發(fā)給變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理模塊，同時(shí)以30s的采樣間隔將觀測數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；

變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理模塊：接收數(shù)據(jù)監(jiān)控、檢校、存儲(chǔ)、分發(fā)處理中心所發(fā)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理，并包含以下三個(gè)處理子模塊：

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)濾波厘米級(jí)形變預(yù)警模塊：參考多基線解算模式，并加入監(jiān)測對(duì)象各監(jiān)測站點(diǎn)的幾何關(guān)系，聯(lián)合同步濾波解算由基準(zhǔn)站和監(jiān)測站組成的獨(dú)立邊；對(duì)檢測對(duì)象厘米級(jí)的形變量進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警；

近實(shí)時(shí)雙向?yàn)V波/整體平差亞厘米級(jí)形變預(yù)警模塊：按固定間隔時(shí)間對(duì)監(jiān)測站坐標(biāo)重新進(jìn)行計(jì)算，固定間隔時(shí)間可以為6小時(shí)、4小時(shí)、2小時(shí)、1小時(shí)或30分鐘，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測對(duì)象亞厘米級(jí)的點(diǎn)位計(jì)算精度；

精密后處理+時(shí)間序列分析毫米級(jí)形變分析與預(yù)測模塊：以天(24小時(shí))為維度進(jìn)行精密后處理平差解算實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的點(diǎn)位計(jì)算精度；對(duì)所有模塊得到的監(jiān)測站坐標(biāo)進(jìn)行小波降噪和時(shí)間序列分析，提取形變量，并進(jìn)行形變預(yù)測。

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)濾波厘米級(jí)形變預(yù)警模塊還包括如下功能：對(duì)各基線的模糊度可以加入閉合差檢核；加入由NRTK生成的局域電離層、對(duì)流層產(chǎn)品，對(duì)基線解算中對(duì)流層、電離層參數(shù)加入約束；根據(jù)監(jiān)測對(duì)象部署的監(jiān)測站點(diǎn)的相對(duì)關(guān)系，對(duì)監(jiān)測站坐標(biāo)加入幾何約束條件。

近實(shí)時(shí)雙向?yàn)V波/整體平差亞厘米級(jí)形變預(yù)警模塊還包括如下功能：以采樣頻率為30s的采樣間隔，對(duì)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣，并將誤差方程存儲(chǔ)在基線處理模塊的變量中；根據(jù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)濾波厘米級(jí)形變預(yù)警模塊得到的監(jiān)測站坐標(biāo)對(duì)監(jiān)測站坐標(biāo)進(jìn)行約束，間隔固定時(shí)間進(jìn)行雙向?yàn)V波，并與整體平差的結(jié)果互相檢核；加入監(jiān)測站幾何關(guān)系、局域增強(qiáng)電離層、對(duì)流產(chǎn)品約束；根據(jù)應(yīng)用場景對(duì)精度和更新速度的要求，選擇雙向?yàn)V波、整體平差計(jì)算時(shí)間間隔。

精密后處理+時(shí)間序列分析毫米級(jí)形變分析與預(yù)測模塊還包括如下功能：采用IGS分析中心的鐘差、軌道等產(chǎn)品，提高基線解算中各個(gè)影響源改正項(xiàng)的精度，基于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)濾波厘米級(jí)形變預(yù)警模塊和近實(shí)時(shí)雙向?yàn)V波/整體平差亞厘米級(jí)形變預(yù)警模塊得到的監(jiān)測站坐標(biāo)信息對(duì)基線解算中坐標(biāo)進(jìn)行先驗(yàn)精度的約束；對(duì)所有模塊得到的監(jiān)測站坐標(biāo)進(jìn)行小波降噪，進(jìn)一步提升監(jiān)測站坐標(biāo)的精度，并對(duì)其進(jìn)行時(shí)間序列分析與建模，提取形變量，并進(jìn)行形變預(yù)測。

使用NRTK服務(wù)端處理模塊生成的局域增強(qiáng)大氣產(chǎn)品對(duì)各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)處理進(jìn)行增強(qiáng)。

本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的有益效果：

本發(fā)明融合現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)并分別改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、近實(shí)時(shí)、后處理，精度逐級(jí)提升的形變預(yù)警與預(yù)測，提出多種基線濾波與平差方法的融合方案，從而精度逐級(jí)提升，進(jìn)行厘米級(jí)形變量的實(shí)時(shí)預(yù)警，以及毫米級(jí)位移的延時(shí)更新與形變趨勢預(yù)測；在多基線解算中，加入了由網(wǎng)絡(luò)RTK服務(wù)端生成的局域電離層、對(duì)流層產(chǎn)品的約束。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種基于GNSS的實(shí)時(shí)變形監(jiān)測系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明，本發(fā)明實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明的實(shí)施方式公開了一種基于GNSS的實(shí)時(shí)變形監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示該系統(tǒng)包括：