基于GPS与BD2系统变形监测新技术.ppt

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 * 目录 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/3D Tracker/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L2 P码，12颗BD-2卫星的B1和B2 I-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% GPS 95% 61% 10% BD2+GPS 100% 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