提高到5mm+0.5ppm ;多载波相位差分处理(BD包含B1/B2/B3);接收机天线相位偏差:几何偏差、信号偏差；固体潮改正:天体(太阳、月球)对地球的影响，大洋负荷改正，海洋潮汐影响；地球自转改正:卫星信号发射与到达时刻对应的地固坐标体系不一致；对流层延迟:大气层对电磁波的折射，使信号传播产生非色散延迟；电离层延迟:导致电磁波在传播中会产生延迟；多路径效应:反射信号对直接信号产生干涉，引起观测值偏离真值；卫星、接收机钟差:卫星和接收机时钟偏差引起的解算误差；卫星轨道误差:卫星轨道参数的误差；
[0020]数据采集子系统包括:高精度网络监测接收机、卫星接收天线、供电电源及配套的安装附件。网络监测接收机内置GPS/BD2卫星接收板卡以及基于ARM平台的多功能MCU。定位精度:静态测量精度:平面:优于Imm (RMS);垂直:优于Imm (RMS);动态测量精度:平面:优于5mm (RMS);垂直:优于5mm (RMS);动态测量数据刷新率:1?20HZ可调。
[0021]数据传输子系统主要完成远程控制指令、原始数据及形变监测量的远距离传输，包括以下几种数据传输方式:近距离现场数据传输:采用工作于2.4GHZ频段的无线网桥。远距离数据传输采用以下方式:当现场公网信号(2G/3G)覆盖较好时，采用2G/3G无线路由设备；当现场公网信号覆盖不佳时，可采用北斗卫星通信终端，实现无盲区覆盖。
[0022]数据分析管理子系统主要功能:监测任务规划和执行、监测数据汇集、历史数据评估和统计、形变态势预测、曲线描绘、报表输出和各种形式的报警输出；相关的系统维护、用户管理、系统状态监视等，包括CS/BS两种方式。注:CS系统支持专业性强、比较复杂的用户工作流程，提供系统调试接口和诊断工具，适合专业人员使用；BS系统可以使用户方便地以WEB方式访问监测系统，无需特定系统的支持，就可以启动、停止监测任务、管理远程的监测设备和观察形变数据。
[0023]所述预警系统特点:支持BD2、GPS、BD2+GPS定位测量方式(单独使用任何一种都可达到标称精度)；三维测量精度:标准差(中误差):lmm(RMS) ;TCP/IP网络设计、支持远程监测任务设置、控制管理、故障诊断；365X24小时全自动在线工作、监测数据异常自动报警、设备异常自动报警；内置多通道天线阵列、具备智能化天线阵列管理功能；支持多种网络传输方式、适应不具备基础通信设施的环境。
[0024]所述预警系统的软件功能:C/S软件平台；在线数据采集；系统工作状态监视；故障诊断和系统调试；数据整理分析；曲线拟合及趋势预测；安全预警报表及图表显示；设备自检报警；监测数据超限报警；网络通知；数据存储与回放。
[0025]系统软件特点:GPS/BD/BD载波相位处理算法:优化算法的单基线处理技术，可在较长基线条件下达到毫米级的精度；BD2/GPS兼容:二者可单独使用，也可融合于一个系统；多路SPDT微波开关技术:多个天线阵列控制，使监测使用设备数量比传统方法大大减少，成本大大降低；迭代卡尔曼滤波滤除噪声:消除列车运行振动对监测精度的影响；系统开放性设计，可兼容多种传感器:振弦式传感器、光纤式传感器、加速度计、倾斜计等，共同组成适应不同环境条件下的综合监测平台；结合计算机网络通信/移动通信技术，形成智能化的自动化在线系统。
[0026]所述预警系统可实现连续不间断的监测，在路基异常沉降的早期及时发现和预警；精确测定发生的沉降幅度和位移幅度，并给出三维方向的空间变化数据，三维测量精度可以达到±lmm (RMS)，可以对路基沉降和形变情况进行精确跟踪；可形象直观地描绘每个监测点位移的过程曲线、变化速率、变化趋势、累计变化量，并对可能造成的危害进行安全评估、预警；可将监测数据、曲线、报表等监测量通过网络定向发布给相关的管理人员，提供各种形式的告警提示；相对于光学仪器，其观测数据一致性好、不易产生人为误差，适合进行长期、大量的数据累积，并进行趋势评估。
【主权项】
1.一种重载铁路路基沉降自动监测及预警系统，其特征在于:所述预警系统包括数据采集子系统、数据传输子系统以及数据分析管理子系统，所述数据采集子系统包括若干个路基数据采集装置、网络监测接收机以及卫星接收天线，所述路基数据采集装置布置于路基沉降区监测点处，所述卫星接收天线位于所述网络监测接收机上，若干个路基数据采集装置作为一组与一个路基监测站网络监测接收机通过无线网络进行通信，若干个路基监测站网络监测接收机作为一组与一个基准监测站网络监测接收机通过无线网络进行通信，所述数据传输子系统包括无线网桥、2G/3G无线路由器以及北斗卫星通信终端，所述基准监测站网络监测接收机通过无线网络分别与无线网桥、2G/3G无线路由器以及北斗卫星通信终端进行通信，所述数据分析管理子系统包括服务器和CS系统工作站，所述服务器与CS系统工作站之间通过有线网络连接，数据传输子系统与数据分析管理子系统之间通过具有防火墙的无线网络进行通信。
2.根据权利要求1所述的重载铁路路基沉降自动监测及预警系统，其特征在于:所述网络监测接收机内置基于ARM平台的多功能MCU以及GPS/BD2卫星接收板卡。
3.根据权利要求1所述的重载铁路路基沉降自动监测及预警系统，其特征在于:所述服务器包括数据库/WEB服务器、分析计算服务器以及报警服务器。
4.根据权利要求1所述的重载铁路路基沉降自动监测及预警系统，其特征在于:所述数据采集子系统和数据传输子系统上设有防雷系统。
5.根据权利要求1所述的重载铁路路基沉降自动监测及预警系统，其特征在于:所述数据采集子系统、数据传输子系统以及数据分析管理子系统内设有供电系统。
【专利摘要】本实用新型公开了一种重载铁路路基沉降自动监测及预警系统，涉及测量路基沉降的装置或系统技术领域。所述预警系统包括数据采集子系统、数据传输子系统以及数据分析管理子系统，所述数据采集子系统包括若干个路基数据采集装置、网络监测接收机以及卫星接收天线，所述数据传输子系统包括无线网桥、2G/3G无线路由器以及北斗卫星通信终端，所述数据分析管理子系统包括服务器和CS系统工作站。所述预警系统采用先进的全球卫星导航系统所具备的精密测量技术，集合网络传输、信号处理、嵌入式系统设计，建立远程的、实时的、自动的、高精度的路基沉降观测系统，可实现实时重载铁路路基沉降的自动监测和预警。
【IPC分类】G01C5-00, G01S19-14
【公开号】CN204495330
【申请号】CN201520048899
【发明人】卢超琼, 蔡国元, 罗毅
【申请人】卢超琼, 蔡国元, 罗毅
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年1月24日