一种带状工程变形监测方法技术

一种带状工程变形监测方法

【技术实现步骤摘要】
一种带状工程变形监测方法、装置、设备及可读存储介质


[0001]本申请涉及北斗高精度变形监测
，具体涉及一种带状工程变形监测方法
、
装置
、
设备及可读存储介质
。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，对于建筑物
、
大坝
、
矿山
、
电塔
、
公路
、
铁路
、
调水等工程的安全隐患，需要被及时发现和预警，而当前通常利用北斗变形监测技术对工程的变形进行及时的感知
。
其中，北斗变形监测技术一般通过监测站的绝对定位方法来实现变形监测，不过若仅靠监测站的绝对定位方法将难以达到实际监测应用的精度要求，而北斗变形监测精度会影响用户对工程安全情况的判断，因此有必要通过相关技术和方法提升北斗变形监测精度
。
[0003]相关技术中，为提升北斗变形监测精度，往往通过建立北斗基站和监测站来构建北斗变形监测网，以获取监测站相对于基站的坐标，进而获取高精度的监测站变形结果
。
为了达到上述目的，传统方法一般采用包含单个基站的北斗相对定位方法进行处理，不过由于公路
、
铁路
、
水路等带状工程具有跨度大
、
距离远且一般分布在狭长的区域中等特点，而该传统方法不仅缺少外部基站约束，以致监测站的监测结果稳定性较差，且因其仅有单个基站，以致带状工程下的部分监测站与基站间的距离很远，而监测站的监测精度与距离成反比，因此该传统方法还会导致监测站之间的监测精度一致性较差
。
由此可见，单基站的北斗相对定位方法仅适用于大部分短距离
、
小范围的北斗高精度变形监测应用，但并不适用于带状工程的变形监测应用
。
[0004]因此，如何有效实现带状工程的变形监测，以提升带状工程下北斗变形监测结果的稳定性和精度一致性是当前亟需解决的问题
。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种带状工程变形监测方法
、
装置
、
设备及可读存储介质，以有效实现带状工程的变形监测，进而提升带状工程下北斗变形监测结果的稳定性和精度一致性
。
[0006]第一方面，本申请实施例提供带状工程变形监测方法，所述带状工程变形监测方法包括：构建多基站北斗变形监测网，所述多基站北斗变形监测网包括布设于带状工程沿线上的至少2个基站以及布设于相邻2个基站间的至少1个监测站；针对相邻2个基站间的每个监测站，当相邻2个基站和监测站同时观测到卫星时，根据相邻2个基站中的每个基站与监测站间的目标改正数
、
设计矩阵
、
参数改正数以及闭合差构建误差方程，所述目标改正数为伪距和相位观测值的改正数；根据相邻2个基站中的每个基站与监测站间的待求基线分量
、
相邻2个基站间的已知基线分量以及基线分量的闭合差为0构建约束方程；对所述约束方程和所述误差方程进行最小二乘估计，得到相邻2个基站中的每个基站与监测站间的基线向量；
基于所有基线向量和相邻2个基站的坐标计算得到监测站的坐标；基于所有监测站的坐标计算得到三维变形结果
。
[0007]第二方面，本申请实施例提供了一种带状工程变形监测装置，所述带状工程变形监测装置包括：构建模块，其用于构建多基站北斗变形监测网，所述多基站北斗变形监测网包括布设于带状工程沿线上的至少2个基站以及布设于相邻2个基站间的至少1个监测站；监测模块，其用于针对相邻2个基站间的每个监测站，当相邻2个基站和监测站同时观测到卫星时，根据相邻2个基站间的每个基站与监测站间的目标改正数
、
设计矩阵
、
参数改正数以及闭合差构建误差方程，所述目标改正数为伪距和相位观测值的改正数；根据相邻2个基站间的每个基站与监测站间的待求基线分量
、
相邻2个基站间的已知基线分量以及基线分量的闭合差为0构建约束方程；对所述约束方程和所述误差方程进行最小二乘估计，得到相邻2个基站间的每个基站与监测站间的基线向量；基于所有基线向量和相邻2个基站的坐标计算得到监测站的坐标；基于所有监测站的坐标计算得到三维变形结果
。
[0008]第三方面，本申请实施例提供了一种带状工程变形监测设备，所述带状工程变形监测设备包括处理器
、
存储器以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的带状工程变形监测程序，其中所述带状工程变形监测程序被所述处理器执行时，实现如前述的带状工程变形监测方法的步骤
。
[0009]第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有带状工程变形监测程序，其中所述带状工程变形监测程序被处理器执行时，实现如前述的带状工程变形监测方法的步骤
。
[0010]本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：通过创建多基站的北斗变形监测网来实现带状工程的变形监测，其中，通过建立多个基站来构建监测站的外部基站约束，以使得从任意一个基站出发计算得到的监测站坐标都是严格相等，有效提升了监测结果的稳定性；且由于每个监测站均位于带状工程沿线上首尾两个基站之间，也即至少有1个基站与监测站的距离较近，以避免出现部分监测站与基站间的距离很远，进而有效提升了变形监测结果的精度一致性
。
附图说明
[0011]图1为单基站北斗变形监测网的结构示意图；图2为本申请带状工程变形监测方法实施例的流程示意图；图3为本申请多基站北斗变形监测网的结构示意图；图4为本申请多基站北斗变形监测网中2个基站间布设2个监测站的结构示意图；图5为本申请方案涉及的带状工程变形监测设备的硬件结构示意图
。
具体实施方式
[0012]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围
。
[0013]本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含
。
例如包含了一系列步骤或单元的过程
、
方法
、
系统
、
产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程
、
方法
、
产品或设备固有的其他步骤或单元
。
术语“第一”、“第二”和“第三”等描述，是用于区分不同的对象等，其不代表先后顺序，也不限定“第一”、“第二”和“第三”是不同的类型
。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种带状工程变形监测方法，其特征在于，所述带状工程变形监测方法包括：构建多基站北斗变形监测网，所述多基站北斗变形监测网包括布设于带状工程沿线上的至少2个基站以及布设于相邻2个基站间的至少1个监测站；针对相邻2个基站间的每个监测站，当相邻2个基站和监测站同时观测到卫星时，根据相邻2个基站中的每个基站与监测站间的目标改正数
、
设计矩阵
、
参数改正数以及闭合差构建误差方程，所述目标改正数为伪距和相位观测值的改正数；根据相邻2个基站中的每个基站与监测站间的待求基线分量
、
相邻2个基站间的已知基线分量以及基线分量的闭合差为0构建约束方程；对所述约束方程和所述误差方程进行最小二乘估计，得到相邻2个基站中的每个基站与监测站间的基线向量；基于所有基线向量和相邻2个基站的坐标计算得到监测站的坐标；基于所有监测站的坐标计算得到三维变形结果
。2.
如权利要求1所述的带状工程变形监测方法，其特征在于，所述根据相邻2个基站中的每个基站与监测站间的目标改正数
、
设计矩阵
、
参数改正数以及闭合差构建误差方程，包括：将相邻2个基站中的每个基站与监测站间的目标改正数
、
设计矩阵
、
参数改正数以及闭合差代入第一计算公式，得到误差方程；所述第一计算公式为：式中，
M
和
K
均为正整数且
M
＞1，
n
表示卫星数，表示第
M
‑1个基站
b
与第
K
个监测站
r
间的目标改正数，表示第
M
‑1个基站
b
与第
K
个监测站
r
间的设计矩阵，表示第
M
‑1个基站
b
与第
K
个监测站
r
间的参数改正数，表示第
M
‑1个基站
b
与第
K
个监测站
r
间的闭合差，表示第
M
个基站
b
与第
K
个监测站
r
间的目标改正数，表示第
M
个基站
b
与第
K
个监测站
r
间的设计矩阵，表示第
M
个基站
b
与第
K
个监测站
r
间的参数改正数，表示第
M
个基站
b
与第
K
个监测站
r
间的闭合差
。3.
如权利要求2所述的带状工程变形监测方法，其特征在于，所述根据相邻2个基站中的每个基站与监测站间的待求基线分量
、
相邻2个基站间的已知基线分量以及基线分量的闭合差为0构建约束方程，包括：将相邻2个基站中的每个基站与监测站间的待求基线分量
、
相邻2个基站间的已知基线分量以及基线分量的闭合差为0代入代入第二计算公式，得到约束方程；所述第二计算公式为：
式中，表示第
M
‑1个基站
b
与第
K
个监测站
r
间的
X
方向的待求基线分量，表示第
M
‑1个基站
b
与第
K
个监测站
r
间的
Y
方向的待求基线分量，表示第
M
‑1个基站
b
与第
K
个监测站
r
间的
Z
方向的待求基线分量，表示第
K
个监测站
r
与第
M
个基站
b
间的
X
方向的待求基线分量，表示第
K
个监测站
r
与第
M
个基站
b
间的
Y
方向的待求基线分量，表示第
K
个监测站
r
与第
M
个基站
b
间的
Z
方向的待求基线分量，表示第
M
个基站
b
与第
M
‑1个基站
b
间的
X
方向的已知基线分量，表示第
M
个基站
b
与第
M
‑1个基站
b
间的
Y
方向的已知基线分量，表示第
M
个基站
b
与第
M
‑1个基站
b
间的
Z
方向的已知基线分量
。4.
如权利要求3所述的带状工程变形监测方法，其特征在于，所述对所述约束方程和所述误差方程进行最小二乘估计，得到相邻2个基站中的每个基站与监测站间的基线向量，包括：基于所述约束方程和所述误差方程构建方程组；对所述方程组进行最小二乘估计，得到相邻2个基站中的每个基站与监测站间的基线向量；所述方程组为：式中，表示与约束方程对应的虚拟观测值改正数，表示与约束方程对应的虚拟观测设计矩阵，表示与约束方程对应的虚拟观测闭合差
。5.
如权利要求1所述的带状工程变形监测方法，其特征在于，所述基于所有基线向量和相邻2个基站的坐标计算得到监测站的坐标，包括：将所有基线向量和相邻2个基站的坐标代入第三计算公式，得到监测站的坐标；所述第三计算公式为：式中，表示第
K
个监测站
r
的坐标，表示第
...

【专利技术属性】
技术研发人员：史俊波，侯诚，欧阳晨皓，郭际明，邹进贵，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：