【技术实现步骤摘要】
基于GNSS的实时大坝形变监测方法、系统
[0001]本专利技术属于基于卫星定位导航技术的建筑物监测
，具体涉及一种基于GNSS的实时大坝形变监测方法、系统。
技术介绍
[0002]GNSS(Global Navigation Satellite System，全球卫星导航系统)具有全天候、定位精度高、误差不随时间积累等优点，在形变监测中得到广泛的应用。利用基准站坐标已知，通过RTK技术可以实时获取每一个监测站的三维坐标，将实时三维坐标与初始监测站三维坐标作差可以实时获取监测站的三维坐标形变结果。坝体坐标系以各监测站天线的相位中心为原心，X轴沿着水流向下游方向为正，Y轴与X垂直且与X轴构成右手坐标系，Z轴与X和Y轴组成的平面垂直，指向天为正。通过坝体坐标系管理员可以分别获取大坝沿着大坝方向、垂直大坝方向上的变形结果，能较为直观地判断大坝健康状态，提前预警。但现有技术中，通常是以每个监测站为中心分别建立每个监测站的站心坐标系，可以获取监测站实时站心坐标系下的形变结果，但站心坐标系下的形变结果并不能直观显示在坝体坐标系，每...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于GNSS卫星的实时大坝形变监测方法，其特征在于，包括：步骤1、接收GNSS基准站、GNSS监测站上传的实时卫星数据，对所述实时卫星数据进行解析得到各监测站的卫星观测数据；步骤2、采用静态基线解算模式对所述卫星观测数据进行处理，并通过平差计算得到各监测站的静态三维坐标步骤3、通过RTK实时算法解算各监测站的实时三维坐标(X、Y、Z)，再将所述实时三维坐标与静态三维坐标作差，得到各监测站的实时形变量(ΔX、ΔY、ΔZ)；步骤4、分别以各监测站为原点建立站心坐标系，再将所述实时形变量(ΔX、ΔY、ΔZ)转换为站心坐标系下的三维形变量(ΔE、ΔN、ΔU)；步骤5、分别构建各监测站对应的大坝坐标系，计算大坝坐标系与站心坐标系的旋转角γ；步骤6、基于所述旋转角γ，将各监测站在站心坐标系下的三维形变量(ΔE、ΔN、ΔU)转换为坝体坐标系下的三维形变量(ΔE
′
、ΔN
′
、ΔU
′
)。2.如权利要求1所述的实时大坝监测形变方法，其特征在于，所述步骤1中，所述卫星观测数据至少包括载波相位观测值、伪距观测值。3.如权利要求1所述的实时大坝监测形变方法，其特征在于，所述步骤1中，所述实时卫星数据符合RTCM协议要求，基于RTCM协议对所述实时卫星数据进行解析。4.如权利要求1所述的实时大坝监测形变方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：将解析得到的基准站和监测站的卫星观测数据按照静态基线解算模式进行数据处理，获得各条基线的基线向量ΔdX
ij
及其权矩阵P
ij
如下：如下：其中，式中，i，j为站点的编号，i,j＝1,2,
…
n；为站点i的近似坐标，为站点j的近似坐标；P
ij
为基线向量的权矩阵，也即为协方差矩阵D
ij
的逆矩阵ΔX
ij
、ΔY
ij
、ΔZ
ij
分别为两个站点之间X、Y、Z轴坐标之差；为ΔX
ij
、ΔY
ij
、ΔZ
ij
的方差；为ΔX
ij
、ΔY
ij
、ΔX
ij
两两之间的协方差；n为基准站和监测站总的个数；计算基线向量的三维坐标差，即基线向量观测值的平差值为：
式中，为基线向量观测值ΔX
ij
、ΔY
ij
、ΔZ
ij
的三维平差值；V
Xij
、分别为ΔX
ij
、ΔY
ij
、ΔZ
ij
的观测值残差；其中，基线向量的误差方程为：式中，分别为站点j的坐标改正值；分别为站点i的坐标改正值；为站点j的近似坐标；为站点i的近似坐标；为监测站i和j的近似坐标之差；假设：则编号为K的基线向量误差方程为：式中，K表示基线的编号，3*1表示3行1列，表示如下：当基线网中有m个监测站，n条基线向量时，n条基线向量的误差方程为：其中，矩阵B为基线网的构造矩阵，标号为K的基线向量的设计矩阵为：I是3*3阶单位矩阵；
‑
I位于矩阵中第j个监测站的位置上；I位于矩阵中第i个监测站的位置上；n条基线向量的构造矩阵B为：
每个监测站的平差后的近似坐标为：式中，为每个监测站平差后的近似坐标，也即静态模式解算获得的监测站的静态三维坐标；(X0，Y0，Z0)为每个监测站的近似坐标；为平差后每个监测站的坐标改正值。5.如权利要求1所述的实时大坝监测形变方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：首先将卫星观测数据中的伪距观测值和载波观测值进行站间星间作差，组成双差观测方程：式中，P
i
...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛琪，乔龙雷，闫志跃，杨志翔，高兴旺，刘昊，孙澳，赵泉涌，
申请(专利权)人：南京凌远时空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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