基于北斗的自动化高精度测量关键技术研究及系统实现

发布时间：2020-05-09 22:29

【摘要】：传统的测量技术因其工作量大、严重依赖测量人员,难以满足当前自动化高精度测量的需求。在地震监测、山体滑坡、地形变形监测、工程变形监测等领域,不仅要求测量数据精度高,而且还要具备全天候自动化远程监测,为高精度测量技术提出了巨大挑战。随着卫星导航技术的不断发展,定位精度有了大幅度的提升,促使卫星定位技术在高精度测量领域得到广泛的应用。论文研究了北斗和GPS在高精度测量领域的发展现状,尤其是在变形监测领域,设计和实现了基于北斗+GPS的高精度测量系统,为高精度测量提供技术支持。该系统能够自动化采集、传输、和解算GNSS数据,解算结果可达到毫米级精度,并通过解算结果对测量区域进行变形预测。针对工程测量的高精度和自动化的功能需求,论文阐述GNSS定位原理与观测数据误差,研究了北斗+GPS组合定位测量技术,分析了北斗与GPS系统的差异。论文讨论了高精度测量系统的总体设计,阐述了高精度测量对象与测量内容,以及系统的研究思路与技术路线,设计高精度测量系统总体架构。参考“阿什泰克ProMark 220”接收机采集的数据类型和测量方法,设计课题的GNSS终端,并参照C/S架构,设计课题的服务器与客户端。在此架构基础上,设计并实现一整套包括GNSS终端、服务器与客户端三部分的高精度测量系统。该系统通过GNSS终端自动采集GNSS数据,之后定时上传数据文件至服务器,客户端通过访问服务器,下载GNSS数据文件,获得GNSS终端所在位置的坐标信息,可随时远程查看其位置是否发生改变,以达到自动监测的目的。论文对高精度测量服务器端与客户端软件系统设计与实现进行详细说明,也重点讨论了高精度测量终端的软硬件系统设计与实现。论文的最后,根据南京牛首山岩土滑坡监测项目的需求,把课题的基于北斗的自动化高精度测量系统应用在该项目中。通过该项目,详细介绍了高精度测量项目实施所需要经过的一系列步骤,从布点、选取基准点、到数据自动传输、数据处理、数据分析等过程,并对高精度测量系统进行测试,展示软件运行界面,实现了由实验室项目至工程项目的转换。
【图文】：

图 2-5 北斗卫星轨迹图Figure 2-5 Schematic diagram of the Beidou satellite trajectory北斗卫星在 UTC 时间 2018 年 2 月 1 日零点的运行轨迹图如图 2-5 所示，图中，横坐标是地球经度，‘W’和‘E’分别表示西经和东经，纵坐标是纬度，‘S’和‘N’分别表示南纬和北纬，红色的数字表示北斗卫星的编号。北斗卫星主要分布在亚太地区，北斗在全球范围内的可见卫星数量如图 2-6 所示，由图可知，北斗大概覆盖全球二分之一的区域。

图 2-5 北斗卫星轨迹图Figure 2-5 Schematic diagram of the Beidou satellite trajectory北斗卫星在 UTC 时间 2018 年 2 月 1 日零点的运行轨迹图如图 2-5 所示，图中，横坐标是地球经度，‘W’和‘E’分别表示西经和东经，，纵坐标是纬度，‘S’和‘N’分别表示南纬和北纬，红色的数字表示北斗卫星的编号。北斗卫星主要分布在亚太地区，北斗在全球范围内的可见卫星数量如图 2-6 所示，由图可知，北斗大概覆盖全球二分之一的区域。
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN967.1;TP311.52

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本文编号：2656836