基于GPS与BD2系统变形监测新技术

BD2/GPS变形监测技术及其初步应用上海司南卫星导航技术有限公司2020/1/18目录一、变形监测新技术二、司南GNSS自动化变形监测系统三、前景展望一、变形监测新技术变形监测技术简介特大型桥梁、大坝、滑坡、沉降、尾矿全天候、长寿命、不间断高可靠高精度监测对象具有多样性对成本极其敏感对自动化要求高一、变形监测新技术目前主流的变形监测技术GNSS变形监测技术测量机器人3D扫描仪干涉雷达卫星对地观测一、变形监测新技术GNSS变形监测技术的优点全天候、不间断的三维高精度测量；无需通视，量程大，可进行大范围监测；全系统自动化，无人值守，实时；可与其他网络联测，保证参考站的稳定性；产品寿命长,工作地域广；功率较小，可利用太阳能等供电方式；成本相对较低，且逐年下降。一、变形监测新技术GNSS变形监测技术的局限性单纯GPS监测系统对空间遮挡的要求较高；对电磁干扰敏感，需远离大功率干扰源；精度有限（2～3mm），部分需求难以满足；与其他监测手段相比，实时性有一定的局限性；避雷、建站、布网、数据通讯、供电相对复杂；多学科交叉，具有一定的技术难度。一、变形监测新技术GNSS变形监测技术的发展与整个产业的发展紧密关联硬件―主机：单频/双频/多频/多模―天线：双馈点/四馈点/扼流圈等大地测量型天线软件―软件：GAMIT/Bernese/3DTracker/CGMoniter―算法：静态后处理/RTK/VRS/专业实时变形监测软件研究与实验―武汉大学、清华大学、西南交通大学等―国内变形监测技术的蓬勃发展―司南、南方、北斗星通、中海达、Leica等一、变形监测新技术GNSS变形监测技术的发展趋势多种导航系统联合测量，特别是BD2的建设，将大大提高GNSS变形监测的可用性；要求变形监测软件集成多种GNSS算法。GNSS数据将与多种传感器融合解算；与通信网络等更紧密的结合；建设成本进一步降低，将成为重大工程的必要组成部分。一、变形监测新技术BD2对GNSS变形监测的影响有效克服遮挡，扩展使用范围；可靠性得到显着提高-----Fix与飞点；自主导航系统，增强安全性；BD2信号的加入，将从总体上大大降低系统建设成本。二、司南GNSS变形监测系统GNSS监测系统组成GNSS传感器数据传输系统数据处理与控制系统供电系统避雷系统数据分析与预警报警系统其它辅助系统GPS/BD2变形监测专用接收机同时跟踪12颗GPS卫星的C/A码、L1和L2P码，12颗BD-2卫星的B1和B2I-支路信号，预留GLONASS、Galileo跟踪通道高精度扼流圈天线远程控制20Hz更新率外部频标2000伏光电隔离3G/WIFI/以太网/CAN较低的成本，适合于大规模布网二、司南GNSS变形监测系统二、司南GNSS变形监测系统专业的数据处理软件—CGMoniter支持BD2与其他卫星系统观测数据联合解算支持多基站、多数据源；静态、准静态、动态、高动态实时解算；有效剔除粗差，提高解算精度；反映监测对象的多种特征；实时数据处理精度为2~3mm。二、司南GNSS变形监测系统专业的数据处理软件—CGMonitor二、司南GNSS变形监测系统不同遮挡条件下单GPS系统与BD2/GPS系统全天正常工作时间对比表（上海地区，高度角15°，2011年10月）卫星系统遮挡20%遮挡30%遮挡40%GPS95%61%10%BD2+GPS100%99%95%双频BD2数据应用于变形监测的初步体验GPS/BD2联合解算能适应遮挡及其严重的环境；BD2已可初步应用于高精度测量；对精度的提高尚没有大的帮助；对于长距离的变形监测尚存在一定的问题。二、司南GNSS变形监测系统终端数据分析软件▬支持GNSS接收机、全站仪、测斜仪、静力水准等多种传感器的观测数据▬B/S、C/S架构，可远程浏览与操作▬支持点、断面、变化速度及变化加速度等分析功能▬自动生成报表，并通过E-MAIL方式发给指定人员▬短消息、E-MAIL、声光等多种报警方式▬多种预测功能，如线性回归等▬各种观测量图形显示、形象生动二、司南GNSS变形监测系统终端数据分析软件三、前景展望GNSS自动化监测需解决的问题成本：自主知识产权的接收机及主板精度：多系统和多基站遮挡：多系统集成：多传感器融合小结司南GNSS变形监测系统已在桥梁、大坝、尾矿、楼宇、滑坡、沉降等行业得到广泛的应用；BD2与GPS等系统的联合解算将突破传统GNSS变形监测的局限性；BD2目前已在变形监测系统上得到了初步的应用，初步表明监测系统具有更高的可靠性和稳定性；自主知识产权接收机将极大的降低建设成本，从而给GNSS变形监测带来深远的影响。谢谢！请批评指正！