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一种GNSS形变监测系统及其工作方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-11-16 14:00:04

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| bayuegua123 | 2022-11-16 14:00:04

本发明提出了一种GNSS形变监测系统及其工作方法,解决现有技术中GNSS形变监测系统数据传输压力大、对云端算力要求高的问题。一种GNSS形变监测系统,包括数据采集端、边缘节点、中心节点和应用端;所述数据采集端包括一个提供基准数据的基准站和多个提供监测数据的监测站,所述基准站通过通信网络向所述中心节点提供基准站的真实坐标和观测数据,多个监测站构成一个监测网,监测站通过通信网络向最近的边缘节点提供观测数据;所述边缘节点对监测网内的所有监测站的观测数据进行基线解算和网平差,获取监测站间的相对位置关系,将相对位置关系数据和部分监测站的原始数据上传至中心节点;所述中心节点将从边缘节点获取到的信息进行差分处理,根据从边缘节点获取的相对位置关系数据还原出所有监测站的绝对位置,并通过应用程序接口提供给应用端使用;所述应用端将应用程序接口传来的数据通过应用界面与用户进行交互;所述监测站与边缘节点连接,所述基准站和中心节点连接,所述边缘节点和中心节点连接,所述应用端通过应用程序接口与中心节点连接。

1.提出的云加边缘计算的GNSS监测工作模式,充分利用了数据采集端的计算能力,将部分计算放在边缘,减轻了云服务器的计算量,通过边缘对数据的预处理,极大的减少了数据传输的压力;2.利用云服务的平台,客户可以通过各种客户端与云端的交互实现监测系统的的实时可视化;采用模块化的构网方式,能够根据需要便捷的进行监测网构建;采用集成式的接收机,能够有效的降低设备成本,在一台设备上同时实现多个监测站的监测任务部署和配置,通过可增减和替换不同级别GNSS板卡和天线的方式,来进一步适配不同监测场景对于精度和成本的要求;充分利用了接收机的空余性能在数据采集端进行数据的就近处理和计算,有效的减少数据传输的负担和云端的负载,而且能够实现和传统监测方式同样的监测效果,能够有效的减低GNSS监测系统的部署成本;3.提出监测网内进行基线解算与网平差的工作模式,充分的利用了接收机的计算性能,又有效的解决了数据传输量大,云端计算量大的问题,监测网和云服务器所采用基线解算加网平差的工作模式,能够充分利用各个监测站的数据,实现更为可靠的GNSS形变监测;

采用卫星差分定位的方式得到的定位精度能够达到厘米级甚至毫米级,极大的改变了传统的的测量方式,且在变形监测方面进行了广泛的应用;边缘计算减少了数据在网络上转移的过程,能够实现更快的网络服务,更低的网络负载。但当前的GNSS形变监测系统架构普遍采用分体式的GNSS接收机,不能有效的降低监测的成本,所有接收机都直接或间接的与云服务器相连,一方面增加了数据传输的压力,对网络的要求较高,一方面将所有的计算都放在云端,对云端的计算能力也有较高的要求,且增加了云服务器的投入成本。本项目解决现有技术中GNSS形变监测系统数据传输压力大、对云端算力要求高的问题。

王胜利,男,山东肥城人,山东科技大学海洋科学与工程学院副教授、硕士生导师,海洋学院副院长。发表SCI/EI论文20余篇,曾获国土资源部国土资源科技进步二等奖1项,中国卫星导航定位协会卫星导航定位科学技术一等奖1项,参与国家十二五重点研发计划、十三五重点研发计划各一项,主持省部级项目3项,作为项目技术负责人,在研山东省重点研发计划(重大科技创新工程)1项,中国科学院科研仪器设备研制项目1项。在教学方面,创建“北斗星光创客”、“深蓝梦工厂”等本科生创新创业团队,经过十余年不懈努力,获得国家级、省部级大学生科技创新奖多项,团队学生也得到较多985院校和中科院系统的认可,摸索出一条科研型本科教学道路。

卫星差分定位在使用过程中能实现精准的定位,可以为人们提供精确的导航线路为外出提供方便,而且还能在各工程中指定路线以避免出现偏差,通过精准定位的实现可降低在工作过程中产生误差,通过位置差分或相位差分及伪距差分降低在工作中产生多余的浪费。通过卫星差分定位可以获得精确的数据能为不同领域的工作提供参考,可以有效的降低工作过程中的各项难度,并能通过检验所获得的各项可靠性的数据,帮助不同工程能够高效快速无误的竣工,帮助工程人员在工作上提供了助力降低工作难度。常会使用到卫星差分定位的一大行业便是在车辆定位上,通过差分定位可以有效的改善交通条件降低各种意外事故的发生,特别是在拥挤的城市中心通过卫星差分定位可以提高交通流量及系统动态响应,不论是交通路线或是急救系统都能有效的应用。本项目GNSS形变监测系统具有多个,将不同监测网中作为坐标起算点的监测站之间进行基线解算,求得基线向量后进行网平差,获取平差后的各监测网的改正坐标,并以此改正坐标用于监测网内各监测站的坐标获取。应用后,大幅降低监测系统数据传输压力以及对云端算力要求,具有重大推广效益。

技术许可、技术转让;寻求资源对接,最好有明确的目标合作区域、目标合作领域、目标合作企业等;目标合作投融资机构等