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专利号: 2017109854203
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于中长基线GNSS监测网的特大型桥梁变形监测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:在监测区域桥梁中部B处采用双频接收机接收GPS信号,计算在卫星视线方向上的电离层延迟信息;

步骤二:播发步骤一中获得的电离层延迟信息,将B处监测站配置电离层延迟修正参数并实时同步发送给移动通信网络;

步骤三:监测区域桥梁中部B附近的各个单频接收机实时同步接收步骤二中播发的电离层延迟信息并计算统一基准后的电离层延迟改正值及其精度;

步骤四:在远离监测区域的基准站A采用双频接收机接收GPS信号,同上述步骤通过伪距和载波分别求出电离层延迟改正量并去其平均值作为基准站的电离层延迟修正参数,并消除该监测区域的电离层延迟误差;

步骤五:对监测区域测站点的坐标进行改正,则可得到每个观测时刻监测区域测站点的精确坐标值,进而实现中长基线条件下的高精度大型桥梁变形监测;

所述步骤一中计算在卫星视线方向上的电离层延迟信息的具体步骤如下:步骤1:采集监测站B处的原始观测数据,该原始观测数据包括伪距观测量、载波相位观测量以及导航卫星星历;

步骤2:根据载波相位观测量计算载波相位电离层延迟观测量 根据伪距观测量计算伪距电离层延迟观测量 分别根据公式(1)、(2)获得:其中,

Bi和Bj分别是接收机和导航卫星的仪器偏差;

σ4,L为载波相位电离层延迟观测量的精度;

σ4,P表示伪距电离层延迟观测量的精度;

表示卫星信号传播路径上的电离层电子总含量,单位为TECu;

α为一常量,取值为4.026×1017m·s-2·TECu-1;

σP与σL分别表示伪距与载波相位测量的精度;

c表示真空中的光速,取值为2.99792458×108m/s;

和 分别是卫星和接收机在频率f1和f2上的硬件延迟;

λ1和λ2分别表示频率f1和f2对应的波长;

和 分别表示载波相位 和 的模糊度;

步骤3:根据 和 按照公(3)计算 和 之和的平均值,步骤4:将所求得的平均值按照公式(4)转化为卫星视线方向上的电离层延迟观测量其中, 表示经过转化之后卫星视线方向上绝对电离层延迟观测量的精度。

2.根据权利要求1所述的一种基于中长基线GNSS监测网的特大型桥梁变形监测方法,其特征在于,所述步骤三中计算统一基准后的电离层延迟改正值及其精度的具体步骤如下:步骤a:根据原始观测数据中的卫星编号,检索计算得到的各监测站上该卫星的电离层延迟观测量及其精度信息如公式(5)所示,其中,M表示单频接收机监测站的个数;

步骤b:根据电离层延迟信息利用公式(6)计算电离层延迟改正值 及其精度其中:βi为内插权函数,该βi的计算方法如公式(7),其中,Ri表示根据单频接收机监测站电离层交叉的位置与B监测站电离层交叉点位置的球面距离,单位为km;R0为权函数的标距;

步骤c:离层延迟的参考基准如公式(8)所示,其中F为参考基准约束值,此处取为1.0,根据式(7)和(8)计算得到内插权函数的标距R0,进而得到权函数βi的数值,将βi代入公式(6)中获得统一基准后的电离层延迟改正值及其精度。