[发明专利]基于卫星导航及最小二乘的路基沉降监测方法

说明书

本发明提供了一种基于卫星导航及最小二乘的路基沉降监测方法，包括：在被监测路基表面容易发生沉降的不同监测点上安装监测站，在监测站的一定距离外安装基准站；监测站和基准站利用多频卫星导航接收天线接收北斗/GPS/GLONASS多频点卫星信号；获取状态方程和观测方程；采用最小二乘滤波，并结合均值滤波、Kalman滤波，通过去噪得到厘米级精度的实时监测结果，并通过网络将监测结果发送给监测预警平台；对基准站和监测站连续N个小时的观测数据进行解算，由观测方程得到最优观测值，经过法方程叠加，利用最小二乘对参数进行估计，最后通过去噪得到毫米级精度的后处理监测结果，并通过网络将监测结果发送给监测预警平台。

技术领域

本发明涉及一种卫星导航应用技术，特别是一种基于卫星导航及最小二乘的路基沉降监测方法。

背景技术

近年来随着我国国民经济建设的飞速发展，交通运输是国民经济的命脉，是物质生产活动和商品流通的支柱，铁路、公路目前已是我国最为主要的交通运输方式，在国民经济和社会发展中起到十分重要的作用。路基工程在铁路、公路工程中占据重要的比重，路基是路面稳定坚实的基础，稳定坚固的路基是确保铁路、公路工程优秀品质的核心基础。路基填筑不合理、填料不科学，不足压实，没有良好的软弱地基处理都会造成路基的沉降。基于引发路基沉降的多元化因素，我们只有制定科学有效的监测手段(路基沉降监测分析)、控制处理措施，良好应用施工预防处理技术，才能降低不良损失，控制不均匀沉降现象，提升公路、铁路工程的整体建设质量水平，保证高铁、车辆的快速平稳运行。

传统形变监测主要采用普通的测量仪器(经纬仪、测距仪、全站仪、水准仪等)，这种人工的作业方式其重复工作多，施工精度不高、野外周期较长，劳动强度大，生产成本居高不下。随着卫星导航技术的发展，工程测量的作业方法发生了历史性的变革，卫星导航技术进行测量主要采用网络RTK和精密单点定位技术，尤其是利用网络RTK技术在大区域内建立连续运行基准站网系统(CORS)，实现全天候为用户提供高精度的定位信息。路基沉降的监测利用卫星导航技术的优点实现全天候、高精度、无人值守、自动化运行模式，推进信息化测绘的建设进程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于卫星导航及最小二乘的路基沉降监测方法，包括：

步骤1，在被监测路基表面容易发生沉降的不同监测点上安装监测站，在监测站的一定距离外安装基准站；

步骤2，监测站和基准站利用多频卫星导航接收天线接收北斗/GPS/GLONASS多频点卫星信号；

步骤3，获取状态方程和观测方程；

步骤4，采用最小二乘滤波，并结合均值滤波、Kalman滤波，通过去噪得到厘米级精度的实时监测结果，并通过网络将监测结果发送给监测预警平台；

步骤5，对基准站和监测站连续N个小时的观测数据进行解算，由观测方程得到最优观测值，经过法方程叠加，利用最小二乘对参数进行估计，最后通过去噪得到毫米级精度的后处理监测结果，并通过网络将监测结果发送给监测预警平台。

本发明利用利用2个小时以上的观测数据，通过法方程叠加，使用最小二乘法得到的路基沉降监测的结果更加接近真实的路基变化的曲线，能够有效反映出路基沉降形变的变化趋势，从而为交通运输、道路设施维护等部门提供有效的参考依据。

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明采用的系统框图。

图2为本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

结合图1，一种基于卫星导航及最小二乘的路基沉降监测设备，包括监测站、基准站、数据处理平台和监测预警平台；