[發明專利]融合GNSS和地面監測網獲取大壩實時高精度位移的方法

有效

• 申請號: 201711047791.3
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107831516B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 蘇懷智;楊立夫;楊孟;韓彰;李星;方正
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

1.融合GNSS和地面監測網獲取大壩實時高精度位移的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：建立大壩表面變形地面監測網，以及建立基于GNSS的大壩位移衛星監測網；

S2：將大壩表面變形數據庫和大壩位移衛星數據庫，按橫河向、順河向、豎直向分類，并均轉化為相對于同一參考系下同一初始狀態的位移，分別為第一變形數據庫和第一衛星數據庫；

S3：對數據采集間隔時間較長的大壩表面的第一變形數據庫進行插值，得到與大壩位移衛星數據庫同步的第一位移數據庫；

S4：插值擴充后的大壩表面的第一位移數據庫經降噪處理后，結合自適應加權平均法與小波降噪處理后的第一衛星數據庫進行數據融合,得到第四位移數據庫；

S5：計算、比較并記錄第一位移數據庫降噪后的數據精度、第四位移數據庫的數據精度，根據數據精度優選小波基，得到S4中對應的融合位移序列。

2.根據權利要求1所述的融合GNSS和地面監測網獲取大壩實時高精度位移的方法，其特征在于，所述步驟S1具體為：以大壩表面變形地面監測網中的觀測點為圓心，半徑內布置GNSS監測點；大壩表面變形地面監測網的資料采集時間選擇在GNSS獲取坐標數據的時間點。

3.根據權利要求1所述的融合GNSS和地面監測網獲取大壩實時高精度位移的方法，其特征在于，所述步驟S2具體為：兩種方法獲取的測量點坐標需轉換到相同參考坐標系；并以大壩在某一初始狀態、同一坐標系中的測點坐標作為初始基準點來計算實時位移量，再將實時位移量在橫河向、順河向、豎直向方向上分解得到大壩測點的實時三向位移值。

4.根據權利要求1所述的融合GNSS和地面監測網獲取大壩實時高精度位移的方法，其特征在于，所述步驟S3中插值方法具體為：選擇相鄰四個測點數據進行分段三次插值多項式逼近；即若要對時間區間{t_k,t_k+1}內的某一測點在某一方向上的測點信息進行插值，其中t_i，i＝1,2,...,n為該測點第i個觀測數據的采集時刻距初始時刻的時長，單位為小時，且t₁＝0，則選擇時間點t_k-1,t_k,t_k+1,t_k+2及其對應的測點數據y_k-1,y_k,y_k+1,y_k+2構造三次插值多項式，其中y_i為t_i時刻該測點在該方向的測點信息，且y_i為經歷步驟S2轉化后的位移值；依次對大壩表面變形數據庫各時間區間的位移信息用與其對應的分段插值多項式插值擬合得到與大壩位移衛星數據庫頻率相同的大壩表面變形監測網擴充數據庫，將其稱為第一位移數據庫。

5.根據權利要求1所述的融合GNSS和地面監測網獲取大壩實時高精度位移的方法，其特征在于，所述步驟S4具體為：對第一位移數據庫采用改進閾值的脈沖耦合神經網絡法進行降噪，得到第二位移數據庫；對大壩位移衛星數據庫進行基于不同小波基的小波降噪法處理，得到第三位移數據庫；對第二位移數據庫與第三位移數據庫采用自適應加權平均法進行數據融合，得到第四位移數據庫。

6.根據權利要求1所述的融合GNSS和地面監測網獲取大壩實時高精度位移的方法，其特征在于，所述步驟S5具體為：分別計算第二位移數據庫、第三位移數據庫的均方根誤差和信噪比，計算第四位移數據庫的融合均值，用以評價蒙特卡洛統計精度，以此優選出符合此數據庫的小波基，得到S4中對應的融合位移序列。