[发明专利]基于惯性辅助定位接收机的实时形变监测预警系统及方法

权利要求书

1.一种基于惯性辅助定位接收机的实时形变监测预警系统，其特征在于，包括一个GNSS接收机、一个加速度计、一个包含有数据接口和时间同步模块的形变数据处理装置、以及一个分别与GNSS接收机以及形变数据处理装置连接的GNSS更正信息获取装置，所述数据接口和时间同步模块依次相连，所述GNSS接收机和加速度计同时与数据接口连接。

2.根据权利要求1所述的基于惯性辅助定位接收机的实时形变监测预警系统，其特征在于，所述形变数据处理装置还包括一个同时与时间同步模块和数据接口连接的自适应采样率数据记录模块；一个输入端分别与数据接口、时间同步模块以及GNSS更正信息获取装置连接的实时数据处理模块，所述实时数据处理模块输出端连接一个状态判断与报警模块并且还与自适应采样率数据记录模块连接；所述自适应采样率数据记录模块上还连接有一个数据存储模块。

3.根据权利要求2所述的基于惯性辅助定位接收机的实时形变监测预警系统，其特征在于，所述自适应采样率数据记录模块包括数据缓冲单元、数据重采样单元以及动态检测单元；上述实时数据处理模块的输出端与所述数据缓冲单元输入端连接，所述数据缓冲单元输入端还分别与上述数据接口以及时间同步模块连接，所述数据缓冲单元输出端通过数据重采样单元与上述数据存储单元连接；所述动态检测单元输入端与时间同步模块连接，所述动态检测单元输出端与所述数据重采样单元连接。

4.根据权利要求2所述的基于惯性辅助定位接收机的实时形变监测预警系统，其特征在于，所述GNSS接收机具有GNSS天线，所述加速度计三轴正交测量加速度计；所述三轴即三个轴线与所选的参考坐标系对齐，或是将加速度计轴线与参考坐标系的偏角通过标校得出后将加速度计信号投影到参考坐标系中。

5.一种权利要求1所述的基于惯性辅助定位接收机的实时形变监测预警方法，其特征在于，基于所述GNSS接收机是否能够针对GNSS信息进行GNSS改正选择执行以下步骤：

选择步骤1：若GNSS接收机能够针对GNSS信息进行GNSS改正，则操作步骤如下：

步骤1.1，GNSS和加速度计的原始高采样率数据通过数据接口送入形变数据处理装置，期间加速度计的原始高采样率数据经过时间同步模块做时间同步后送入形变数据处理装置，得到打上GNSS时标的加速度计的原始高采样率数据，所述时间同步模块做时间同步即给加速度计数据打上GNSS时标；

步骤1.2，GNSS更正信息获取装置将获取的RTK或PPP实时改正信息从外界送入具有GNSS改正模块的GNSS接收机，GNSS接收机使用实时改正信息进行实时精密定位后将得到的RTK或PPP结果通过数据接口送入实时数据处理模块；

步骤1.3，完成步骤1.1的加速度计的原始高采样率数据和完成步骤1.2的GNSS实时定位结果送入数据缓冲区，同时送入实时数据处理模块，实时数据处理模块结合GNSS实时精密定位结果和加速度计的高采样率数据进行数据融合解算，得到位移和速度的最优估计值，并通过状态判断与报警模块进行形变异常判断和报警；

选择步骤2，若GNSS接收机不能够针对GNSS信息进行GNSS改正，则操作步骤如下：

步骤2.1，GNSS和加速度计的原始高采样率数据通过数据接口送入形变数据处理装置，期间加速度计的原始高采样率数据经过时间同步模块做时间同步后送入形变数据处理装置，即给加速度计数据打上GNSS时标，得到打上GNSS时标的加速度计的原始高采样率数据；

步骤2.2，GNSS更正信息获取装置将获取的RTK或PPP实时改正信息从外界送入实时数据处理模块，用于下一步的实时精密定位；

步骤2.3，完成步骤2.1的GNSS和加速度计的原始高采样率数据送入数据缓冲区，同时送入实时数据处理模块，实时数据处理模块结合GNSS和加速度计的高采样率数据和步骤2.2的改正信息进行数据融合解算，得到位移和速度的最优估计值，并通过状态判断与报警模块进行形变异常判断和报警。

6.根据权利要求5所述的基于惯性辅助定位接收机的实时形变监测预警方法，其特征在于，还包括一个动态情况检测的步骤，即将完成步骤1.1后或完成步骤2.1后的打上GNSS时标的加速度计的原始高采样率数据送入动态检测单元，进行动态情况检测，以决定缓冲区中的数据向硬盘中保存的采样率。