[发明专利]六自由度宽频带一体化地震监测系统

摘要

本发明公开了六自由度宽频带一体化地震监测系统，至少包括传感器集成单元和数据融合单元；传感器集成单元包括同址安置的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；数据融合单元包括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；GNSS数据定位处理模块用来根据GNSS观测数据进行定位解算；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。本发明能实现单站六自由度地震监测，可拓宽地震监测带宽，并提升地震监测能力。

主权项

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。