本發(fā)明涉及一種實時變形監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種基于GNSS的實時變形監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術：
全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System，GNSS)已廣泛應用于變形的監(jiān)測，其基本原理是，利用終端接收來自衛(wèi)星發(fā)射的電磁波信號確定終端位置，終端度量電磁波相位值可達到毫米級，所以可以采用GNSS定位技術確定毫米級的終端位置。但是厘米級網絡RTK技術由于其定位精度并不能滿足毫米級的形變監(jiān)測應用場景，只能服務于亞分米級的形變實時監(jiān)控中。而GAMIT、Bernese技術要依賴于IGS分析中心的精密星歷、精密鐘差、DCB、ERP等產品，而且如果要達到毫米級的精度，需要較長時間的觀測數(shù)據(jù)，不能做到形變的實時監(jiān)測，只能用于事后分析與預測。
技術實現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明提出一種基于GNSS的實時變形監(jiān)測系統(tǒng)，包括：
數(shù)據(jù)監(jiān)控、檢校、存儲、分發(fā)處理中心：接收實時回傳的GNSS的連續(xù)運行參考站集群與部署在監(jiān)測對象上的所有監(jiān)測點的GNSS的觀測數(shù)據(jù)，均勻地選取監(jiān)測對象四周的基準站，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，同時以30s的采樣間隔將觀測數(shù)據(jù)存儲；
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、分發(fā)處理中心所發(fā)數(shù)據(jù)，并進行變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理，并包含以下三個處理子模塊：
實時動態(tài)濾波厘米級形變預警模塊：參考多基線解算模式，并加入監(jiān)測對象各監(jiān)測站點的幾何關系，聯(lián)合同步濾波解算由基準站和監(jiān)測站組成的獨立邊；對檢測對象厘米級的形變量進行實時預警；
近實時雙向濾波/整體平差亞厘米級形變預警模塊：按固定間隔時間對監(jiān)測站坐標重新進行計算，固定間隔時間可以為6小時、4小時、2小時、1小時或30分鐘，實現(xiàn)對監(jiān)測對象亞厘米級的點位計算精度；
精密后處理+時間序列分析毫米級形變分析與預測模塊：以天(24小時)為維度進行精密后處理平差解算實現(xiàn)毫米級的點位計算精度；對所有模塊得到的監(jiān)測站坐標進行小波降噪和時間序列分析，提取形變量，并進行形變預測。
實時動態(tài)濾波厘米級形變預警模塊還包括如下功能：對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、對流層產品，對基線解算中對流層、電離層參數(shù)加入約束；根據(jù)監(jiān)測對象部署的監(jiān)測站點的相對關系，對監(jiān)測站坐標加入幾何約束條件。
近實時雙向濾波/整體平差亞厘米級形變預警模塊還包括如下功能：以采樣頻率為30s的采樣間隔，對觀測數(shù)據(jù)進行重采樣，并將誤差方程存儲在基線處理模塊的變量中；根據(jù)實時動態(tài)濾波厘米級形變預警模塊得到的監(jiān)測站坐標對監(jiān)測站坐標進行約束，間隔固定時間進行雙向濾波，并與整體平差的結果互相檢核；加入監(jiān)測站幾何關系、局域增強電離層、對流產品約束；根據(jù)應用場景對精度和更新速度的要求，選擇雙向濾波、整體平差計算時間間隔。
精密后處理+時間序列分析毫米級形變分析與預測模塊還包括如下功能：采用IGS分析中心的鐘差、軌道等產品，提高基線解算中各個影響源改正項的精度，基于實時動態(tài)濾波厘米級形變預警模塊和近實時雙向濾波/整體平差亞厘米級形變預警模塊得到的監(jiān)測站坐標信息對基線解算中坐標進行先驗精度的約束；對所有模塊得到的監(jiān)測站坐標進行小波降噪，進一步提升監(jiān)測站坐標的精度，并對其進行時間序列分析與建模，提取形變量，并進行形變預測。
使用NRTK服務端處理模塊生成的局域增強大氣產品對各個模塊的數(shù)據(jù)處理進行增強。
本發(fā)明技術方案實現(xiàn)的有益效果：
本發(fā)明融合現(xiàn)有技術的優(yōu)點并分別改進，實現(xiàn)實時、近實時、后處理，精度逐級提升的形變預警與預測，提出多種基線濾波與平差方法的融合方案，從而精度逐級提升，進行厘米級形變量的實時預警，以及毫米級位移的延時更新與形變趨勢預測；在多基線解算中，加入了由網絡RTK服務端生成的局域電離層、對流層產品的約束。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一種基于GNSS的實時變形監(jiān)測系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例，進一步闡述本發(fā)明，本發(fā)明實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制本發(fā)明的保護范圍。
本發(fā)明的實施方式公開了一種基于GNSS的實時變形監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示該系統(tǒng)包括：
數(shù)據(jù)監(jiān)控、檢校、存儲、分發(fā)處理中心：接收實時回傳的GNSS的連續(xù)運行參考站集群與部署在監(jiān)測對象上的所有監(jiān)測點的GNSS的觀測數(shù)據(jù)，均勻地選取監(jiān)測對象四周的基準站，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，同時以30s的采樣間隔將觀測數(shù)據(jù)存儲；
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、分發(fā)處理中心所發(fā)數(shù)據(jù)，并進行變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理，并包含以下三個處理子模塊：
實時動態(tài)濾波厘米級形變預警模塊：參考多基線解算模式，并加入監(jiān)測對象各監(jiān)測站點的幾何關系，聯(lián)合同步濾波解算由基準站和監(jiān)測站組成的獨立邊；對檢測對象厘米級的形變量進行實時預警；
近實時雙向濾波/整體平差亞厘米級形變預警模塊：按固定間隔時間對監(jiān)測站坐標重新進行計算，固定間隔時間可以為6小時、4小時、2小時、1小時或30分鐘，實現(xiàn)對監(jiān)測對象亞厘米級的點位計算精度；
精密后處理+時間序列分析毫米級形變分析與預測模塊：以天(24小時)為維度進行精密后處理平差解算實現(xiàn)毫米級的點位計算精度；對所有模塊得到的監(jiān)測站坐標進行小波降噪和時間序列分析，提取形變量，并進行形變預測。
實時動態(tài)濾波厘米級形變預警模塊還包括如下功能：對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、對流層產品，對基線解算中對流層、電離層參數(shù)加入約束；根據(jù)監(jiān)測對象部署的監(jiān)測站點的相對關系，對監(jiān)測站坐標加入幾何約束條件。
近實時雙向濾波/整體平差亞厘米級形變預警模塊還包括如下功能：以采樣頻率為30s的采樣間隔，對觀測數(shù)據(jù)進行重采樣，并將誤差方程存儲在基線處理模塊的變量中；根據(jù)實時動態(tài)濾波厘米級形變預警模塊得到的監(jiān)測站坐標對監(jiān)測站坐標進行約束，間隔固定時間進行雙向濾波，并與整體平差的結果互相檢核；加入監(jiān)測站幾何關系、局域增強電離層、對流產品約束；根據(jù)應用場景對精度和更新速度的要求，選擇雙向濾波、整體平差計算時間間隔。
精密后處理+時間序列分析毫米級形變分析與預測模塊還包括如下功能：采用IGS分析中心的鐘差、軌道等產品，提高基線解算中各個影響源改正項的精度，基于實時動態(tài)濾波厘米級形變預警模塊和近實時雙向濾波/整體平差亞厘米級形變預警模塊得到的監(jiān)測站坐標信息對基線解算中坐標進行先驗精度的約束；對所有模塊得到的監(jiān)測站坐標進行小波降噪，進一步提升監(jiān)測站坐標的精度，并對其進行時間序列分析與建模，提取形變量，并進行形變預測。
使用NRTK服務端處理模塊生成的局域增強大氣產品對各個模塊的數(shù)據(jù)處理進行增強。