本发明专利技术公开了一种由MEMS触发动静态模式切换的GNSS接收机，包括微控制单元、MEMS模块、GNSS导航定位模块和通讯模块，MEMS模块被配置为实时监测被测目标的三轴角度和三轴加速度变化情况形成监测数据；GNSS导航定位模块被配置为跟踪解析GNSS卫星信号以及执行导航定位解算；通讯模块被配置为与云端服务器和终端设备进行无线通信；微控制单元被配置为接收并处理监测数据，且在监测数据未超过设定阈值时，控制GNSS导航定位模块进入静态解算工作模式或休眠模式，并控制通讯模块在非数据传输时间进入休眠模式；否则，控制GNSS导航定位模块进入动态解算模式，解算出被测目标的位移和/或形变情况。形变情况。形变情况。
【技术实现步骤摘要】
一种由MEMS触发动静态模式切换的GNSS接收机
[0001]本专利技术涉及电数字数据处理
，尤其涉及一种由MEMS触发动静态模式切换的GNSS接收机。
技术介绍
[0002]现有GNSS用于滑坡、建筑安全、水利水电大坝安全监测领域，主要采用静态后处理的方式，通过长时间(通常1小时)的数据数据采集，再发回后端服务器进行数据解算获得高精度的定位坐标。监测被测对象的位移形变情况。该种方式虽然精度较高，但是监测频率低，一小时才能获得一次监测数据。无法满足位移监测随时变化的突发情况。且该方式需一直采集GNSS数据，累积一定时间的数据才能解算处理。无法做到实时监测。
[0003]目前GNSS动态解算模式可以实现实时动态解算，在1秒或几秒解算一组数据，实现高频率监测数据输出。但该模式解算精度较低，数据波动较大，无法满足形变监测高精度的数据要求。GNSS无法自动实现在平时采用低频次，高精度监测，突发情况时采用高频次，低精度的工作模式。
技术实现思路
[0004]为了解决上述问题，本专利技术提出一种由MEMS触发动静态模式切换的GNSS接收机，可根据监测数据自动切换相应的监测模式，实现在位移变化较慢时采用静态高精度的监测方式，位移变化较快时采用动态的低精度监测方式，能满足不同场景下的监测需求。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种由MEMS触发动静态模式切换的GNSS接收机，包括：
[0007]MEMS模块，被配置为实时监测被测目标的三轴角度和三轴加速度变化情况形成监测数据；
[0008]GNSS导航定位模块，被配置为跟踪解析GNSS卫星信号以及执行GNSS导航定位解算；
[0009]通讯模块，被配置为与云端服务器和终端设备进行无线通信；
[0010]微控制单元，被配置为接收并处理所述MEMS模块发送的监测数据，且在所述监测数据未超过设定阈值时，控制所述GNSS导航定位模块进入静态解算工作模式或休眠模式，并控制所述通讯模块在非数据传输时间进入休眠模式；否则，控制所述GNSS导航定位模块进入动态解算模式，解算出被测目标的位移和/或形变情况。
[0011]进一步地，所述微控制单元通过差值判断方法和/或切线值判断方法来识别所述监测数据是否为异常数据。
[0012]进一步地，所述差值判断方法包括：所述微控制单元每m秒接收一次所述监测数据，当第一次监测数据A与第二次监测数据B的差值超过第一阈值D1时，则改为每1秒接收一次所述监测数据且连续接收m组数据；如果m组数据与第一次监测数据A的差值均小于第一阈值D1，则认为第二次监测数据B为异常数据，且不上报终端设备；如果m组数据均与第二次
监测数据B接近，则第二次监测数据B为正常数据，正常上报终端设备。
[0013]进一步地，所述切线值判断方法包括：所述微控制单元每小时取当前坐标数据X1与前一小时坐标数据X0并计算斜率K1，如果斜率K1大于第二阈值D2，则再取下一小时坐标数据X2并计算与当前坐标数据X1的斜率K2，如果连续多个小时的斜率均超过设定第二阈值D2，则认为此时坐标数据为异常数据。
[0014]进一步地，在所述静态解算工作模式时，所述GNSS导航定位模块每n秒采样一组卫星数据，存于内部缓存，整点时将一小时数据打包上传云端服务器并解算出一小时位移量；在所述静态解算工作模式时，所述所述GNSS导航定位模块每n秒采样一组卫星数据并实时上传云端服务器，每n秒解算一组位移量数据。
[0015]进一步地，所述MEMS模块或所述微控制单元基于多项式拟合趋势项的方法去除对采集信号进行时域积分过程中产生的一次误差和二次误差。
[0016]进一步地，所述MEMS模块或所述微控制单元结合温度补偿和零点偏移补偿形成非线性的加速度值修正算法，对所述MEMS模块监测到的三轴加速度进行修正。
[0017]进一步地，对所述MEMS模块监测到的三轴加速度进行修正后，再进行修正误差评估和迭代改进，所述修正误差评估的方法包括通过最小方差、线性最小方差或递推最小二乘法进行测量精度评估。
[0018]进一步地，所述迭代改进包括通过多次测试验证，持续修正参数以减小所述MEMS模块的监测误差。
[0019]进一步地，还包括供电模块，所述供电模块电连接所述微控制单元，用于对所述微控制单元、MEMS模块、GNSS导航定位模块和通讯模块进行供电。
[0020]综上所述，本专利技术的GNSS接收机具有以下特点：
[0021](1)该GNSS接收机内置MEMS模块，通过MEMS模块可监测设备倾角和加速度变化。
[0022](2)该GNSS接收机可实现动态和静态两种数据处理模式，动态可高频率输出低精度的监测结果，静态可低频次输出高精度监测结果。
[0023](3)该GNSS接收机平时采用静态数据处理模式，实现高精度的监测缓慢的位移变化过程，当MEMS模块侦测到设备倾角、加速度异常变化(超出某一设定值)时。触发GNSS接收机切换到动态解算工作模式，实现高频次动态监测，以应对快速变化的现场情况。
[0024](4)可在正常情况下关闭GNSS导航定位模块，或周期性休眠。只采用MEMS模块监测三轴角度和三轴加速度变化情况，监测到数据异常时才启动GNSS导航定位模块，以降低设备整体功耗，提高野外环境适应能力。
[0025]本专利技术的有益效果在于：
[0026](1)本专利技术的GNSS接收机可根据监测数据自动切换相应的监测模式，实现在位移变化较慢时采用静态高精度的监测方式，位移变化较快时采用动态的低精度监测方式，能满足不同场景下的监测需求。
[0027](2)本专利技术的GNSS接收机在非必要时进入休眠模式，实现设备整体低功耗运行；紧急情况下及时触发实时动态监测，做到监测无遗漏关键数据。
[0028](3)本专利技术的GNSS接收机可实现自动化工作模式切换，减少人为干预，提高设备自动化、智能化程度。
附图说明
[0029]图1是本专利技术实施例的GNSS接收机原理框图。
具体实施方式
[0030]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本专利技术的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]本专利技术涉及的相关技术用语说明如下：
[0032]MEMS：Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System，微机电系统；
[0033]GNSS：Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统。
[0034]如图1所示，本实施例提供了一种由MEMS触发动静态模式切换的GNSS接收机，包括微控制单元、M本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种由MEMS触发动静态模式切换的GNSS接收机，其特征在于，包括：MEMS模块，被配置为实时监测被测目标的三轴角度和三轴加速度变化情况形成监测数据；GNSS导航定位模块，被配置为跟踪解析GNSS卫星信号以及执行GNSS导航定位解算；通讯模块，被配置为与云端服务器和终端设备进行无线通信；微控制单元，被配置为接收并处理所述MEMS模块发送的监测数据，且在所述监测数据未超过设定阈值时，控制所述GNSS导航定位模块进入静态解算工作模式或休眠模式，并控制所述通讯模块在非数据传输时间进入休眠模式；否则，控制所述GNSS导航定位模块进入动态解算模式，解算出被测目标的位移和/或形变情况。2.根据权利要求1所述的由MEMS触发动静态模式切换的GNSS接收机，其特征在于，所述微控制单元通过差值判断方法和/或切线值判断方法来识别所述监测数据是否为异常数据。3.根据权利要求2所述的由MEMS触发动静态模式切换的GNSS接收机，其特征在于，所述差值判断方法包括：所述微控制单元每m秒接收一次所述监测数据，当第一次监测数据A与第二次监测数据B的差值超过第一阈值D1时，则改为每1秒接收一次所述监测数据且连续接收m组数据；如果m组数据与第一次监测数据A的差值均小于第一阈值D1，则认为第二次监测数据B为异常数据，且不上报终端设备；如果m组数据均与第二次监测数据B接近，则第二次监测数据B为正常数据，正常上报终端设备。4.根据权利要求2所述的由MEMS触发动静态模式切换的GNSS接收机，其特征在于，所述切线值判断方法包括：所述微控制单元每小时取当前坐标数据X1与前一小时坐标数据X0并计算斜率K1，如果斜率K1大于第二阈值D2，则再取下一小时坐标数据X2并计算与当前坐标数据X1的斜率K2，如果连续多个小时的斜率均超过设定第二阈值D2，则认为此时坐标数据为异常数据。5....
【专利技术属性】
技术研发人员：张明，姚斌，周鹏，
申请(专利权)人：四川智想北斗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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