基于无缝变换的GNSS实时变形监测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于无缝变换的GNSS实时变形监测方法及系统，站点处理中心接收监测站和GNSS连续运行参考站传送的观测数据，进行处理并保存；历史信息处理中心从站点处理中心取上一时刻的信息，对当前数据进行前后一致的处理，将处理后的数据交予参考站和监测站联合处理中心进行解算，并保存相应的记录。本发明专利技术着眼于GNSS实时变形监测的真实场景，在参考站发生异常时解决服务的连续性和监测结果的一致性问题。

【技术实现步骤摘要】
基于无缝变换的GNSS实时变形监测方法及系统
本专利技术涉及变形监测
，具体涉及一种基于无缝变换的GNSS实时变形监测方法及系统。
技术介绍
GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球卫星定位系统)变形监测是关乎人民生命财产安全的重要技术，在危房监测、滑坡监测、大坝监测等工况有大量应用。GNSS定位技术是利用终端接收来自卫星发射的电磁波信号获得伪距和载波相位观测值确定终端位置。伪距观测值的精度在米级、分米级，载波相位观测值的精度在毫米级。根据不同的应用场景GNSS定位技术可提供米级、分米级、厘米级和毫米级的定位精度。差分定位技术利用两个不同的GNSS信号接收终端分别作为参考站和监测站，对两个站点的观测数据作差，解算监测站到参考站的空间三维坐标差即基线信息，进而数据确定监测站的位置。差分定位中通常选取静态放置、观测条件较好、坐标已知的终端作为参考站，选取坐标未知的终端作为监测站。差分定位技术能够消除卫星端、接收机端的误差，削弱或消除电磁波在穿越大气时引起的共性误差。实时定位技术是将终端的数据经NTRIP协议(NetworkedTransportofRTCMviaInternetProtocol，通过互联网进行RTCM网络传输的协议)通过网络传输在终端或服务器进行定位解算。实时定位技术能够使人们快速了解监测站的位置、速度等状态。目前行业内天宝的VRS(VirtualReferenceStation，虚拟参考站)技术，徕卡的MAC技术均提供实时的定位服务，它们的定位精度为厘米级。后处理监测方案利用长时间收集的GNSS观测数据进行统一处理，解算监测站的坐标。GAMIT、Bernese利用多个站点的数据采用后处理的模式获得毫米级的基准站位移量及速度场，是研究地球动力学的常用工具。现有变形监测技术方案存在以下缺点：1、变形监测一个参考站服务于多个监测站，单一参考站的监测站数据缺失、中断都会影响监测站的连续性。2、变形监测多个参考站服务于多个监测站，由于各个参考站建设的情况不同，切换参考站时参考站之间的差异使监测站的监测结果前后不一致。3、参考站数据质量较差时将直接影响监测站的结果。总体来看，目前GNSS实时变形监测服务中由于硬件、软件、网络等原因，部分参考站数据难免会发生堵塞、丢失、中断等情况，服务将会不连续。参考站接收机数据质量可能出现异常，监测结果发生跳变。
技术实现思路
本专利技术基于GNSS实时变形监测的真实场景，解决了在参考站发生异常时解决服务的连续性和监测结果的一致性的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于无缝变换的GNSS实时变形监测方法，包括以下步骤：步骤1，监测站和GNSS连续运行参考站将观测数据实时传送到站点处理中心；步骤2，站点处理中心对观测数据进行处理并保存；步骤3，历史信息处理中心从站点处理中心取上一时刻的信息，对数据进行前后时刻一致的处理，将处理后的数据交予参考站和监测站联合处理中心进行解算，并保存相应的记录。进一步地，步骤2中站点处理中心对传送到的GNSS连续运行参考站的观测数据进行处理，具体包括以下步骤：步骤21，完整性检核模块对GNSS连续运行参考站进行检核，未通过检核的GNSS连续运行参考站标记为异常，通过检核的GNSS连续运行参考站的观测数据进入步骤22；步骤22，数据质量评估模块对各卫星各频率的伪距和载波相位观测值进行处理，剔除含有粗差的观测数据，评估结果为不可用的GNSS连续运行参考站标记为异常，评估结果为可用的GNSS连续运行参考站的观测数据进入步骤23；步骤23，GNSS连续运行参考站之间进行联合解算，并将联合解算后的观测数据存入站点数据中心。进一步地，步骤21中完整性检核模块检核观测数据数量是否完整，可用卫星数量是否达到要求。进一步地，步骤23中各GNSS连续运行参考站之间两两组成基线，利用双差观测值解算，并记录参考星、基线向量参数，各卫星对每个频率的模糊度参数浮点解及各参数的方差、协方差矩阵，同时保留各GNSS连续运行参考站非差的原始数据。进一步地，步骤2中站点处理中心对传送到的监测站的观测数据进行完整性检核和数据质量评估，通过检核和评估的观测数据存入站点数据中心。进一步地，步骤3中历史信息处理中心进行GNSS连续运行参考站的选择以及选定GNSS连续运行参考站后的基线历史信息的处理。进一步地，步骤3中若历史信息处理中心在当前时刻选择的GNSS连续运行参考站与上一时刻选择的GNSS连续运行参考站一致，直接进入参考站和监测站联合处理中心进行联合解算；若历史信息处理中心在当前时刻选择的GNSS连续运行参考站与上一时刻选择的GNSS连续运行参考站不一致，需要对历史信息进行处理，然后再进入参考站和监测站联合处理中心进行联合解算。进一步地，步骤3中利用GNSS连续运行参考站和监测站之间的历史信息作为约束，加入当前时刻的数据数据进行差分解算得到监测站的坐标。进一步地，差分解算完成后记录同一时刻GNSS连续运行参考站和监测站的非差的原始数据信息，三维基线向量参数，各卫星对每个频率的模糊度参数浮点解及各参数的方差、协方差矩阵。一种基于无缝变换的GNSS实时变形监测系统，包括站点处理中心、历史信息处理中心以及参考站和监测站联合处理中心，站点处理中心接收监测站和GNSS连续运行参考站传送的观测数据，进行处理并保存；历史信息处理中心从站点处理中心取上一时刻的信息，对当前时刻数据进行前后一致的处理，将处理后的数据交予参考站和监测站联合处理中心进行解算，并保存相应的记录。本专利技术的有益效果在于，提出参考站和监测站的站点数据处理方案，以及参考站数据堵塞，中断时参考站的切换逻辑以及切换参考站后历史信息的处理方法，保证了监测点长时间解算结果的连续性，同时兼顾了前后时刻解算结果的一致性。附图说明图1是本专利技术变形监测数据处理流程图。图2是本专利技术站点处理中心处理流程图。图3是本专利技术历史信息处理中心处理流程图。具体实施方式下文中，结合附图和实施例对本专利技术作进一步阐述。图1是本专利技术变形监测数据处理流程图，从图1中可以看出，监测站和GNSS连续运行参考站将观测数据实时地传送到站点处理中心，处理完成后保存数据，历史信息处理中心从参考站、监测站处理中心取上一时刻的信息，对数据进行前后时刻一致的处理，将处理完整一致的参考站和监测点数据交予联合处理中心进行解算，并保存相应的记录。GNSS连续运行参考站的观测数据传送到站点处理中心，站点处理中心对各个参考站和监测站数据进行处理，如图2所示。处理步骤为：(1)完整性检核模块，数据数量是否未完整，可用卫星数是否达到要求，未通过检核的站点标记为异常，通过检核的参考站数据进入下一步；(2)数据质量评估模块，对各卫星各频率的伪距和载波相位观测值进行处理，剔除含有粗差的观测数据，评估结果为不可用的站点标记为异常，评估结果为可用的站点数据进入下一步；(3)参考站之间还需要进行联合解算，各参考站之间两两组成基线利用双差观测值解算，并记录每条的参考星，基线向量参数，各卫星对每个频率的模糊度参数浮点解及各参数的方差协方差矩阵，同时保留各参考站非差的原始数据。将监测站数据传送到站点处理中心，站点处理中心对监测站数据进行完整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无缝变换的GNSS实时变形监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，监测站和GNSS连续运行参考站将观测数据实时传送到站点处理中心；步骤2，站点处理中心对观测数据进行处理并保存；步骤3，历史信息处理中心从站点处理中心取上一时刻的信息，对当前数据进行前后一致的处理，将处理后的数据交予参考站和监测站联合处理中心进行解算，并保存相应的记录。

【技术特征摘要】
1.一种基于无缝变换的GNSS实时变形监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，监测站和GNSS连续运行参考站将观测数据实时传送到站点处理中心；步骤2，站点处理中心对观测数据进行处理并保存；步骤3，历史信息处理中心从站点处理中心取上一时刻的信息，对当前数据进行前后一致的处理，将处理后的数据交予参考站和监测站联合处理中心进行解算，并保存相应的记录。2.如权利要求1所述的一种基于无缝变换的GNSS实时变形监测方法，其特征在于，步骤2中站点处理中心对传送到的GNSS连续运行参考站的观测数据进行处理，具体包括以下步骤：步骤21，完整性检核模块对GNSS连续运行参考站进行检核，未通过检核的GNSS连续运行参考站标记为异常，通过检核的GNSS连续运行参考站的观测数据进入步骤22；步骤22，数据质量评估模块对各卫星各频率的伪距和载波相位观测值进行处理，剔除含有粗差的观测数据，评估结果为不可用的GNSS连续运行参考站标记为异常，评估结果为可用的GNSS连续运行参考站的观测数据进入步骤23；步骤23，GNSS连续运行参考站之间进行联合解算，并将联合解算后的观测数据存入站点数据中心。3.如权利要求2所述的一种基于无缝变换的GNSS实时变形监测方法，其特征在于，步骤21中完整性检核模块检核观测数据数量是否完整，可用卫星数量是否达到要求。4.如权利要求2所述的一种基于无缝变换的GNSS实时变形监测方法，其特征在于，步骤23中各GNSS连续运行参考站之间两两组成基线，利用双差观测值解算，并记录参考星、基线向量参数，各卫星对每个频率的模糊度参数浮点解及各参数的方差、协方差矩阵，同时保留各GNSS连续运行参考站非差的原始数据。5.如权利要求1所述的一种基于无缝变换的GNSS实时变形监测方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振，
申请(专利权)人：千寻位置网络有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31