[发明专利]六自由度宽频带一体化地震监测系统

权利要求书

1.六自由度宽频带一体化地震监测系统，其特征是：

至少包括传感器集成单元和数据融合单元；

所述传感器集成单元进一步包括同址安置的GNSS接收机、三轴加速度计和三轴陀螺仪；GNSS接收机、三轴加速度计、三轴陀螺仪用来同步采集GNSS观测数据、加速度观测数据、角速度观测数据并存储；

所述数据融合单元进一步包括GNSS数据定位处理模块、集成融合测量数据模块和综合滤波器；其中，GNSS数据定位处理模块用来根据GNSS观测数据进行定位解算，获得地心地固坐标系下的GNSS位置信息；集成融合测量数据模块用来将GNSS位置信息、加速度观测数据和角速度观测数据进行融合；综合滤波器用来根据融合后的数据进行解算，获得融合解算后的待求解参数，所述待求解参数包括位置信息、速度信息、加速度信息、姿态角信息和角速度信息；

所述综合滤波器用来根据融合后的数据进行解算，进一步包括：

用来根据融合后的数据，结合位置、加速度、角速度观测方程、待求解参数间的递推关系以及GNSS位置信息、加速度观测数据、角速度观测数据的权重，解算出待求解参数；

所述位置观测方程的构建为：利用测站“东北高”坐标系下的GNSS位置信息和GNSS位置误差，来表示待求解位置参数；

所述加速度观测方程的构建为：利用加速度观测数据和加速度计误差，来表示待求解加速度参数和待求解姿态角参数；

所述角速度观测方程的构建为：利用角速度观测数据和陀螺仪误差，来表示待求解角速度参数；

所述待求解参数间的递推关系的构建为：利用第i历元的待求解速度参数和待求解加速度参数表示第i+1历元的待求解速度参数，构建待求解速度参数的递推关系；利用第i历元的待求解位置参数、待求解速度参数和待求解加速度参数表示第i+1历元的待求解位置参数，构建待求解位置参数的递推关系；利用第i历元的待求解姿态角参数和待求解角速度参数表示第i+1历元的待求解姿态角参数，构建待求解姿态角参数的递推关系；

所述权重的获得为：根据震动开始前预设时长静止状态下预处理后的GNSS位置信息、加速度观测数据和角速度观测数据，计算GNSS接收机、加速度计和陀螺仪的三个轴向输出数据的标准差或方差，以标准差或方差的倒数作为GNSS位置信息、加速度观测数据、角速度观测数据在测站“东北高”坐标系三轴方向的权重。

2.如权利要求1所述的六自由度宽频带一体化地震监测系统，其特征是：

还包括信息输出单元，用来输出传感器集成单元同步采集的原始观测数据、以及根据融合后的位置信息、速度信息、加速度信息、姿态角信息和角速度信息获得的含零频位移时间序列、速度时间序列和旋转性形变时间序列。

3.如权利要求1所述的六自由度宽频带一体化地震监测系统，其特征是：

所述GNSS数据定位处理模块利用相对定位法或精密单点定位法进行定位解算。

4.如权利要求1所述的六自由度宽频带一体化地震监测系统，其特征是：

所述集成融合测量数据模块用来将GNSS位置信息、加速度观测数据和角速度观测数据进行融合，进一步包括：

用来将地心地固坐标系下的GNSS位置信息转换至测站“东北高”坐标系下；

用来对加速度观测数据进行零偏和线性趋势估计；

用来对角速度观测数据进行零偏估计；

用来根据震动开始前预设时长静止状态下预处理后的GNSS位置信息、加速度观测数据和角速度观测数据，计算GNSS接收机、加速度计和陀螺仪的三个轴向输出数据的标准差或方差，以标准差或方差的倒数作为GNSS位置信息、加速度观测数据、角速度观测数据在测站“东北高”坐标系三轴方向的权重。