[发明专利]一种基于差分GNSS技术的船舶超高碰撞桥梁预警方法

权利要求书

1.一种基于差分GNSS技术的船舶超高碰撞桥梁预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)基于差分GNSS对桥梁进行高程静态精确测量，获得每座桥梁的高程；

S2)基于差分GNSS对船舶进行高程动态精确测量；

S3)在通航至桥区水域时将此时船舶高程与之前已测量的该桥梁的高程进行对比，判断船舶能否安全通过桥梁。

2.如权利要求1所述的基于差分GNSS技术的船舶超高碰撞桥梁预警方法，其特征在于，所述步骤S1对每座桥梁的桥洞取3个测量点,分别为桥洞的最高点和两个最低点，取桥洞的最高点测得的桥梁高程减去桥面到桥洞最高点的距离h₁，分别得到桥洞的高程值h_高＝h_测-h₁，h_低＝h_测-h₂，h₂为桥面到桥洞距离桥墩安全保护距离的距离，对桥洞的最高点与最低点的高程进行做差可得h_差＝h_高－h_低，ε＝h_差/2。

3.如权利要求1所述的基于差分GNSS技术的船舶超高碰撞桥梁预警方法，其特征在于，所述步骤S1使用基于载波相位差分的CORS系统对同一测量点进行多次测量，并对静态测量数据通过内符合精度和外符合精度分析控制误差保持在厘米级。

4.如权利要求2所述的基于差分GNSS技术的船舶超高碰撞桥梁预警方法，其特征在于，所述步骤S2通过差分定位实时获得船舶的高程，并将测得的船舶高程加上测量设备到船舶最高点的距离h₃,得到船舶的高程值h_船＝h_测+h₃。

5.如权利要求4所述的基于差分GNSS技术的船舶超高碰撞桥梁预警方法，其特征在于，所述步骤S2分别获得船舶停泊状态下和航行状态下两组数据，并对动态测量分别进行内符合精度和基于拟合轨迹偏差的动态定位精度法分析控制误差保持在分米级。

6.如权利要求5所述的基于差分GNSS技术的船舶超高碰撞桥梁预警方法，其特征在于，所述步骤S2根据船舶停泊的高程数据和船舶航行时的高程数据，分别建立拟合直线，获取测量点位与拟合线上点位之间的距离，计算得到动态数据的中误差。

7.如权利要求6所述的基于差分GNSS技术的船舶超高碰撞桥梁预警方法，其特征在于，所述步骤S2使用总体最小二乘模型进行直线的拟合：

直线方程表示为:

y＝ax+b

式中，x、y为变量，a、b为方程系数；

误差方程表示为：

其中，v_y＝[v_y1 v_y2 v_y3 … v_yn]^T，x＝[x₁ x₂ x₃ … x_n]^T，y＝[y₁ y₂ y₃ … y_n]^T；

转化为如下矩阵形式

V＝AX-L

式中，V是误差矩阵，A为系数矩阵，L为观测量；

约束条件表示为：

得到最小二乘解为：

X＝(A^TA)^-1A^T。