一种分布式GNSS形变监测实时解算系统、装置及方法与流程

本发明涉及卫星导航领域，特别涉及一种分布式gnss形变监测实时解算系统、装置及方法。

背景技术：

1、变形监测也称形变监测，就是利用先进的仪器设备和测量方法对变形体发生的形态变化现象进行监测，同时对变形体的变形形态进行数据分析、统计和预测等工作。gnss形变监测技术主要基于相对定位原理，即通过在“被监测变形体”和位于其附近的“位置信息已知的、基础稳定的参考点”上分别架设gnss定位设备，采用gnss处理差分定位技术可精准计算出变形点相对于稳定参考点间的相对位置变化。

2、在现有技术中，各地gnss地灾监测系统都是由设备、服务器和部署在服务器上的解算软件各站点设备通过通讯技术将gnss数据传至服务器上，再由服务器上的软件进行解算和发布。整套系统主要由技术服务提供商提供，而且各项目或各厂家解算系统之间相互独立。

3、随着全国地灾普适监测项目全面建设完成后，将有近10万台/套gnss站点用于形变监测，其规模与数据量国内外前所未有，现有技术的gnss地灾监测系统面临极大的管理和应用压力，存在着以下的问题：1、并行解算能力差；因定时解算通常在整点或整30分解算，多个站点并行解算会出现对操作系统cpu和内存同时请求出现资源争夺，使得系统资源调度波动大，无法支持过多站点同时解算；2、易出现单点故障；当出现操作系统故障或供电电源故障后而无法正常工作；3、解算稳定性较差；当解算软件重启时，因解算引擎滤波状态存储到内存中，进程重启解算内部滤波丢失，重新开始解算需要再次收敛才能逐步达到高精度；4、解算时段固定不灵活；因其观测数据文件通常按时间切割存储，实时连续解算只能做到小时间隔级别，按照分钟存储很容易造成大量的碎片文件，无法自有的按照指定的时段自由解算。

技术实现思路

1、本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种可以支持海量的gnss监测站的高精度形变监测实时、可靠、快速、连续的统一集中的进行解算的技术。

2、本发明的目的通过以下技术方案实现：

3、因此，根据本发明公开的一个方面，提供了一种分布式gnss形变监测实时解算方法，包括以下步骤：

4、s1：实时采集各个gnss设备的观测数据流；gnss设备包括若干个基准站和若干个监测站；

5、s2：对观测数据流进行解码，形成结构化的观测数据，并进行存储；

6、s3：确定各个gnss设备的解算关系；

7、s4：根据解算关系生成对应的各个解算任务，并把各个解算任务分配到对应的各个解算单元；

8、s5：各个解算单元分别根据获取的解算任务调取对应的观测数据，并执行解算。

9、具体的，步骤s3包括以下步骤：

10、s31：在各个确定的项目站点中，绑定对应的gnss设备，并确定gnss设备为基准站或监测站；

11、s32：计算各个基准站的起算坐标；

12、s33：通过配置基线，建立各个监测站与对应的基准站之间的解算关系；

13、s34：根据解算关系以及对应的基准站的起算坐标，计算出各个监测站对应的初始监测坐标。

14、更具体的，步骤s32包括：获取对应的观测数据，并通过调用单点定位算法计算出基准站的起算坐标。

15、以上的，步骤s1包括：各个gnss设备分别采集对应的观测数据，并通过ntrip协议或mqtt协议形成观测数据流进行上报。

16、具体的，步骤s2包括：根据预存储的解码库对观测数据流进行解码；解码库包括rtcm解码库和/或主板解码库。

17、另一具体的，步骤s2包括：结构化的观测数据为历元分隔标准化的观测数据。

18、另一具体的，步骤s4包括以下步骤：

19、s41：根据解算关系以及确定的执行间隔，生成各个监测站对应的解算任务，并存储；

20、s42：判断当前执行的解算任务的数量是否小于最大任务数，若是，获取存储的解算任务并分配到对应的各个解算单元；

21、s43：解算单元执行对应的解算任务，计算出对应的解算结果，同时根据确定的执行间隔对更新解算任务下一次执行的执行时间，并存储。

22、根据本发明公开的另一个方面，提供了一种分布式gnss形变监测实时解算装置，采用上述的一种分布式gnss形变监测实时解算方法，包括：数据采集模块、解码模块、存储模块、配置模块、调度模块和解算模块；解算模块包括若干个解算单元；数据采集模块用于采集各个gnss设备的观测数据流；解码模块预存储有的解码库，用于对观测数据流进行解码，形成结构化的观测数据；配置模块用于配置各个gnss设备的解算参数，解算参数包括各个监测站与对应的基准站之间的解算关系，以及对应的执行间隔；调度模块用于根据解算参数生成解算任务，并分配到各个对应的各个解算单元；解算单元用于执行解算任务，并生成解算结果。

23、具体的，存储模块包括内存数据库、文档数据库和解算关系数据库；内存数据库用于存储解算任务，及解算任务对应的解算状态信息；文档数据库用于存储结构化的观测数据；解算关系数据库用于存储各个解算参数。

24、根据本发明公开的再一个方面，提供了一种分布式gnss形变监测实时解算系统，其特征在于，包括上述的一种分布式gnss形变监测实时解算装置，以及若干个gnss设备；数据采集模块分别单独与各个gnss设备连接。

25、本发明的有益效果：一种分布式gnss形变监测实时解算方法，通过确定各个gnss设备之间的解算关系；根据解算关系生成对应的各个解算任务，并把各个解算任务分配到对应的各个解算单元；支持海量gnss监测站观测数据的分布式接收解码和存储到列式数据库；在观测数据历元分割标准化在数据库之后，通过平台管理监测基线及其解算配置、解算任务管理；对海量监测基线解算任务的进行调度播发分布式队列解算；并在监测基线解算过程中对基线解算状态的进行分布式存储保持和解算引擎交互，确保海量gnss设备并发实时监测高精度解算结果的连续、稳定可靠运作。

技术特征：

1.一种分布式gnss形变监测实时解算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种分布式gnss形变监测实时解算方法，其特征在于，所述步骤s3包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种分布式gnss形变监测实时解算方法，其特征在于，所述步骤s32包括：

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种分布式gnss形变监测实时解算方法，其特征在于，所述步骤s1包括：

5.根据权利要求4所述的一种分布式gnss形变监测实时解算方法，其特征在于，所述步骤s2包括：

6.根据权利要求4所述的一种分布式gnss形变监测实时解算方法，其特征在于，所述步骤s2包括：

7.根据权利要求4所述的一种分布式gnss形变监测实时解算方法，其特征在于，所述步骤s4包括以下步骤：

8.一种分布式gnss形变监测实时解算装置，采用权利要求1至7一种分布式gnss形变监测实时解算方法，其特征在于，包括：数据采集模块、解码模块、存储模块、配置模块、调度模块和解算模块；所述解算模块包括若干个解算单元；

9.根据权利要求8所述的一种分布式gnss形变监测实时解算装置，其特征在于：

10.一种分布式gnss形变监测实时解算系统，其特征在于，包括权利要求8或9所述一种分布式gnss形变监测实时解算装置，以及若干个gnss设备；

技术总结
本发明公开了一种分布式GNSS形变监测实时解算方法，涉及卫星导航领域，特别涉及一种分布式GNSS形变监测实时解算方法、装置和系统，其通过确定各个GNSS设备之间的解算关系；根据解算关系生成对应的各个解算任务，并把各个解算任务分配到对应的各个解算单元；支持海量GNSS监测站观测数据的分布式接收解码和存储到列式数据库；在观测数据历元分割标准化在数据库之后，通过平台管理监测基线及其解算配置、解算任务管理；对海量监测基线解算任务的进行调度播发分布式队列解算；并在监测基线解算过程中对基线解算状态的进行分布式存储保持和解算引擎交互，确保海量GNSS设备并发实时监测高精度解算结果的连续、稳定可靠运作。

技术研发人员：吴卓山,梁树煜,易清根,杨威,单弘煜,唐燊,严翔,陈俊清
受保护的技术使用者：广州市中海达测绘仪器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11