[發(fā)明專利]一種基于北斗或GPS的鐵路路基沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010886518.5
• 申請(qǐng)日: 2020-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN111965678B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣夢(mèng);張淮;高玉亮;王鶴;康秋靜;高占建;孫云蓬;董建華;丁海有
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大成國(guó)測(cè)科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S19/39
• 分類號(hào): G01S19/39;G01S19/41
• 代理公司: 北京中創(chuàng)云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11837
• 代理人: 徐輝

本發(fā)明涉及一種基于北斗或GPS的鐵路路基沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，設(shè)置兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)和若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)接收衛(wèi)星信號(hào)，一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)作為基準(zhǔn)，差分定位解算的方式計(jì)算第二基準(zhǔn)點(diǎn)及各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，另一基準(zhǔn)點(diǎn)的位置作為誤差判別基礎(chǔ)，并進(jìn)行相應(yīng)處理；計(jì)算當(dāng)前沉降值。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置兩個(gè)穩(wěn)定基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行誤差判斷，對(duì)解算結(jié)果進(jìn)一步補(bǔ)償，提高了沉降監(jiān)測(cè)精度。本發(fā)明設(shè)置兩個(gè)穩(wěn)定基準(zhǔn)點(diǎn)，采用一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)進(jìn)行解算，沒(méi)有增加計(jì)算的復(fù)雜性；當(dāng)出現(xiàn)一般超差時(shí)，進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)切換，重新計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了故障的自動(dòng)處理，不必通過(guò)報(bào)警處理；當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重超差時(shí)，首先進(jìn)行故障自動(dòng)處理并進(jìn)行累計(jì)，當(dāng)累計(jì)超差時(shí)才進(jìn)行報(bào)警處理，自動(dòng)化程度高，降低了誤警率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵路監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于北斗或GPS的鐵路路基沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

GPS(Global Positioning System)即全球定位系統(tǒng)，是由美國(guó)建立的一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，用戶可以在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全天候、連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維導(dǎo)航定位和測(cè)速；另外，利用該系統(tǒng)，用戶還能夠進(jìn)行高精度的時(shí)間傳遞和高精度的精密定位。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間信號(hào)精度將優(yōu)于0.5米；全球定位精度將優(yōu)于10米，測(cè)速精度優(yōu)于0.2米/秒，授時(shí)精度優(yōu)于20納秒；亞太地區(qū)定位精度將優(yōu)于5米，測(cè)速精度優(yōu)于0.1米/秒，授時(shí)精度優(yōu)于10納秒，整體性能大幅提升。

在人為或者自然的條件下會(huì)造成采空區(qū)的塌陷或沉降，當(dāng)變形過(guò)大時(shí)，采空區(qū)將會(huì)發(fā)生塌陷，這種微小的變形是不能被人眼查別到的，但是這種小位移是可以通過(guò)北斗系統(tǒng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)北斗監(jiān)測(cè)設(shè)備，能夠監(jiān)測(cè)路基的沉降變化。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要采用相位差分技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)解算，能夠得到厘米級(jí)定位精度。

然而現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)方式存在以下缺陷：

(1)采集數(shù)據(jù)的方式容易受到各種因素的干擾，影響監(jiān)測(cè)的精度，造成誤警；

(2)沒(méi)有對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析；

(3)僅僅實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)，但并沒(méi)有對(duì)危險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于北斗或GPS的鐵路路基沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，設(shè)置兩個(gè)穩(wěn)定基準(zhǔn)點(diǎn)，二者的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差判斷，對(duì)解算結(jié)果進(jìn)一步補(bǔ)償，提高了沉降監(jiān)測(cè)精度并自動(dòng)處理部分故障，降低了誤警率。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于北斗或GPS的鐵路路基沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析及發(fā)布子系統(tǒng)；

所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括若干定位終端接收機(jī)，設(shè)置在基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)接收衛(wèi)星信號(hào)；所述基準(zhǔn)點(diǎn)為兩個(gè)；

所述數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)對(duì)各個(gè)接收機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)解碼，以第一基準(zhǔn)點(diǎn)作為基準(zhǔn)，差分定位解算的方式計(jì)算第二基準(zhǔn)點(diǎn)及各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，以第二基準(zhǔn)點(diǎn)的位置判斷是否誤差大小，如果不大于第一閾值，則不進(jìn)行補(bǔ)償直接輸出各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，如果大于第一閾值不大于第二閾值則對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)償后輸出，如果超過(guò)第二閾值，則所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)重新接收衛(wèi)星信號(hào)或者將第二基準(zhǔn)點(diǎn)作為基準(zhǔn)，重新進(jìn)行差分定位解算；

所述數(shù)據(jù)分析及發(fā)布子系統(tǒng)接收所述數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)輸出的各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，計(jì)算當(dāng)前沉降值并在超過(guò)閾值時(shí)輸出報(bào)警信息，進(jìn)行沉降值預(yù)測(cè)并在沉降預(yù)測(cè)值超過(guò)閾值時(shí)輸出預(yù)警信息。

進(jìn)一步地，所述定位終端接收機(jī)包括衛(wèi)星接收機(jī)、衛(wèi)星信號(hào)接收天線、電力供電模塊、太陽(yáng)能供電模塊、無(wú)線通訊模塊以及避雷針。

進(jìn)一步地，基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在穩(wěn)定區(qū)域，年平均下沉和位移小于3mm；監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置在鐵路路基容易發(fā)生沉降的位置；采用支撐桿穩(wěn)定支撐所述定位終端接收機(jī)。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)判斷是否誤差大小具體為：