[發明專利]一種基于北斗或GPS的鐵路路基沉降監測系統及方法

有效

• 申請號: 202010886518.5
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111965678B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 蔣夢;張淮;高玉亮;王鶴;康秋靜;高占建;孫云蓬;董建華;丁海有
• 申請（專利權）人: 北京大成國測科技有限公司
• 主分類號: G01S19/39
• 分類號: G01S19/39;G01S19/41
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 徐輝

1.一種基于北斗或GPS的鐵路路基沉降監測系統，其特征在于，包括數據采集子系統、數據處理子系統以及數據分析及發布子系統；

所述數據采集子系統包括若干定位終端接收機，設置在基準點和監測點接收衛星信號；所述基準點為兩個；

所述數據處理子系統對各個接收機發送的數據進行實時解碼，以第一基準點作為基準，差分定位解算的方式計算第二基準點及各個監測點的位置坐標；以第二基準點的位置判斷誤差大小；計算豎直方向坐標差值和距離差σ，并分別與各自第一、第二閾值比較；如果均不大于第一閾值，則不進行補償直接輸出各個監測點的位置坐標，如果豎直方向坐標差值和距離差σ中任一值大于其第一閾值且不大于其第二閾值，則對監測點的位置坐標進行補償后輸出；如果豎直方向坐標差值和距離差σ中任一值超過其第二閾值，將第二基準點作為基準，重新進行差分定位解算；第一基準點的位置判斷誤差大小，計算豎直方向坐標差值和距離差σ′，并分別與各自第一、第二閾值比較；如果均不大于其第一閾值，則不進行補償直接輸出各個監測點的位置坐標；如果豎直方向坐標差值和距離差σ′中任一值大于其第一閾值且不大于其第二閾值，則對監測點的位置坐標進行補償后輸出，如果豎直方向坐標差值和距離差σ′中任一值超過其第二閾值，則所述數據采集子系統重新接收北斗衛星信號；

所述數據分析及發布子系統接收所述數據處理子系統輸出的各個監測點的位置坐標，計算當前沉降值并在超過閾值時輸出報警信息，進行沉降值預測并在沉降預測值超過閾值時輸出預警信息。

2.根據權利要求1所述的基于北斗或GPS的鐵路路基沉降監測系統，其特征在于，所述定位終端接收機包括衛星接收機、衛星信號接收天線、電力供電模塊、太陽能供電模塊、無線通訊模塊以及避雷針。

3.根據權利要求1或2所述的基于北斗或GPS的鐵路路基沉降監測系統，其特征在于，基準點設置在穩定區域，年平均下沉和位移小于3mm；監測點設置在鐵路路基容易發生沉降的位置；采用支撐桿穩定支撐所述定位終端接收機。

4.根據權利要求1或2所述的基于北斗或GPS的鐵路路基沉降監測系統，其特征在于，所述數據處理子系統判斷誤差大小具體為：

計算第二基準點豎直方向坐標差值和/或距離差σ，并分別與各自第一、第二閾值比較；

計算第一基準點豎直方向坐標差值及距離差

其中，第一基準點的位置為(x₀₁,y₀₁,z₀₁)，第二基準點的位置為(x₀₂,y₀₂,z₀₂)，上標t表示當前時刻，上標s表示存儲的標準坐標值。

5.根據權利要求4所述的基于北斗或GPS的鐵路路基沉降監測系統，其特征在于，所述數據處理子系統進行補償具體為：

或

第一基準點的位置分別為(x₀₁,y₀₁,z₀₁)；第i個監測點坐標為(x_i,y_i,z_i)，為第i個監測點補償后的縱向坐標，為第i個監測點的縱向坐標，上標t-1表示上一個解算時刻。

6.根據權利要求5所述的基于北斗或GPS的鐵路路基沉降監測系統，其特征在于，所述數據分析及發布子系統計算當前沉降值，如果當前沉降值超過累積沉降閾值或與上一次沉降值比較超過分時沉降閾值，則輸出報警信息，計算沉降預測值，如果超過累積沉降閾值則輸出預警信息。

7.根據權利要求6所述的基于北斗或GPS的鐵路路基沉降監測系統，其特征在于，所述數據分析及發布子系統內置預測模型基于監測點的沉降值數據計算沉降預測值，所述預測模型為人工神經網絡預測模型或灰度預測模型。