CN115220070A - 一种gnss基准站运行状态监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种GNSS基准站运行状态监控系统，包括数据采集模块、数据分析模块、运行监测模块、应急管理模块和服务器；数据采集模块用于采集GNSS基准站的运行参数，并将采集数据传递给服务器；数据分析模块，用于接收服务器的运行参数数据，并与GNSS标准参数进行比较，再将比较结果反馈给服务器；运行监测模块用于接收服务器的比较结果，根据比较结果判断是否发生异常，并将是否异常的结果反馈给服务器；应急管理模块用于接受异常结果，并将异常结果传送至应急管理中心，本发明根据对GNSS基准站的运行参数进行处理，从而对异常GNSS基准站的位置进行确定，并通过应急管理模块向异常GNSS基准站指定维护人员进行维护。

Description

一种GNSS基准站运行状态监控系统
技术领域
本发明涉及监测技术领域，具体涉及一种GNSS基准站运行状态监控系统。
背景技术
随着区域GNSS基准站网高精度、海量、可靠的原始观测数据、历史信息和分析资料越来越多，大数据和云平台技术的广泛应用，对维持和更新区域基准站网参考框架提供了条件，通过区域基准站网坐标参考框架的维持和更新，精确获取区域基准站站点坐标，确定各类空间位置、时间信息及其相关的动态变化，为实时、动态、可靠、高精度的导航、定位和时间信息用户提供数据资源，已广泛应用于大型工程与地壳运动等变形监测领域。
但GNSS受到空间相关误差的影响，基准站与监测站间距不可过长，且物理基准站在长期连续运行过程中必然会受到人类活动和自然因素的影响产生变形，进而影响监测结果，现有GNSS基准站缺少对基准站运行监控技术，基准站运行指标分析和应急处理能力不够完备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种GNSS基准站运行状态监控系统，能够对所有GNSS基准站的运行参数进行处理，得到GNSS基准站的运行安全值Gi，将GNSS基准站的运行安全值Gi与GNSS基准站的运行安全阈值YH进行比较，从而对所有GNSS基准站中异常GNSS基准站进行标记，并对异常的GNSS基准站指定维护人员进行维护处理。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种GNSS基准站运行状态监控系统，包括数据采集模块、数据分析模块、运行监测模块、应急管理模块和服务器；
数据采集模块用于采集GNSS基准站的运行参数，并将采集数据传递给服务器；
数据分析模块，用于接收服务器的运行参数数据，并与GNSS标准参数进行比较，再将比较结果反馈给服务器；
运行监测模块用于接收服务器的比较结果，根据比较结果判断是否发生异常，并将是否异常的结果反馈给服务器；
应急管理模块用于接受异常结果，并将异常结果传送至应急管理中心。
作为本发明进一步的方案：GNSS基准站的运行参数包括信噪比SNR、多路径效应值MP和周跳比CSR。
作为本发明进一步的方案：将信噪比SNR、多路径效应值MP和周跳比CSR进行归一化处理，取其数值，将数值传输至服务器。
作为本发明进一步的方案：数据分析模块对数据采集模块传送的信噪比SNR、多路径效应值MP和周跳比CSR进行计算，得到GNSS基准站的运行安全值Gi，并将GNSS基准站的运行安全值Gi与GNSS基准站的运行安全阈值YH进行比较，得到GNSS基准站运行状态进行判断。
作为本发明进一步的方案：若GNSS基准站的运行安全值Gi≥GNSS基准站的运行安全阈值YH，则GNSS基准站的运行安全，生成运行正常信号并将运行正常信号所对应的GNSS基准站发送至服务器；
若GNSS基准站的运行安全值Gi＜GNSS基准站的运行安全阈值YH，则GNSS基准站的运行异常，生成运行异常信号并将运行异常信号所对应的GNSS基准站发送至服务器。
作为本发明进一步的方案：GNSS基准站的运行安全值Gi的获取步骤如下：
S1：对近1个月内GNSS基准站运行过程中，对每天在同一时间段采样的信噪比之和取均值，标记为Xi；
S2：对近1个月内GNSS基准站运行过程中，对每天在同一时间段采样的多路径效应值之和取均值，标记为Di；
S3：对近1个月内GNSS基准站运行过程中，获取的周跳比CSR标记为Zi；
S4:通过公式
Figure BDA0003770831680000031
获取GNSS基准站的运行安全值Gi，其中，d1、d2与d3均为预设比例系数，d1、d2与d3均大于零，θ为误差修正因子，θ的取值为1.687423。
作为本发明进一步的方案：根据权利要求1所述的一种GNSS基准站运行状态监控系统,其特征在于，运行监测模块将运行异常信号所对应的GNSS基准站标记为异常GNSS基准站，运行监测模块对异常GNSS基准站的信噪比、多路径效应值和周跳比进行二次处理，得到异常GNSS基准站的异常处理代码。
作为本发明进一步的方案：异常GNSS基准站的异常处理代码包括待处理代码、优先处理代码和加急处理代码。
作为本发明进一步的方案：应急管理模块根据异常GNSS基准站的异常处理代码指定不同的维护人员进行GNSS基准站维护。
作为本发明进一步的方案：应急管理模块指定维护人员的参考标准为维护人员工龄、当前位置和专业技能。
本发明的有益效果：本发明对所有GNSS基准站的运行参数进行采样，通过对运行参数处理得到GNSS基准站的运行安全值Gi，将GNSS基准站的运行安全值Gi与GNSS基准站的运行安全阈值YH进行比较，得到异常GNSS基准站，通过对异常GNSS基准站的紧急处理优先级进行排序，从而实现对不同优先级指定不同的维护人员进行维护，从而使异常GNSS基准站能够快速匹配出对应的维护人员进行处理，提高了GNSS基准站异常处理效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明流程图的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种GNSS基准站运行状态监控系统，包括数据采集模块、数据分析模块、运行监测模块、应急管理模块和服务器；
数据采集模块用于采集GNSS基准站的运行参数，并将采集数据通过传递给服务器；
数据分析模块与服务器通信连接，用于接收服务器的运行参数数据，并与GNSS标准参数进行比较，再将比较结果反馈给服务器；
运行监测模块与服务器通信连接，用于接收服务器的比较结果，根据比较结果判断是否发生异常，并将是否异常的结果反馈给服务器；
应急管理模块与服务器通信连接，用于接受异常结果，并将异常结果传送至应急管理中心。
应急管理模块包括监控单元，监控单元通过显示单元实时显示GNSS基准站的运行参数和异常分析结果。
GNSS基准站的运行参数包括信噪比、多路径效应值和周跳比；
根据公式
Figure BDA0003770831680000041
计算得到信噪比SNR，其中PR为信号功率，PN为噪声功率；
多路径效应值是通过伪距与载波的观测值组合进行表达多路径效应：根据公式
Figure BDA0003770831680000051
得到伪距与载波观测值MP1、MP2的多路径；
其中，P1、P2分别为双频伪距观测值，
Figure BDA0003770831680000052
分别为双频载波相位观测值，K1、K2为相位观测值，α为预设比率系数1.165234；
对伪距观测值MP1、MP2的多路径进行归一化处理得到多路径效应值MP，多路径效应值MP为伪距观测值MP1、MP2的平均值；
根据公式
Figure BDA0003770831680000053
计算得到周跳比CSR,其中,O/Slps的参考值为200，N为GNSS在一定时间内观测数据的实际历元数据量。
数据分析模块针对数据采集模块传送的信噪比SNR、多路径效应值MP和周跳比CSR的处理步骤如下：
S1：对近1个月内GNSS基准站运行过程中，对每天在同一时间段采样的信噪比之和取均值，标记为Xi；
S2：对近1个月内GNSS基准站运行过程中，对每天在同一时间段采样的多路径效应值之和取均值，标记为Di；
S3：对近1个月内GNSS基准站运行过程中，获取的周跳比CSR标记为Zi；
S4:通过公式
Figure BDA0003770831680000054
获取GNSS基准站的运行安全值Gi，其中，d1、d2与d3均为预设比例系数，d1、d2与d3均大于零，θ为误差修正因子，θ的取值为1.687423；
S5:将GNSS基准站的运行安全值Gi与GNSS基准站的运行安全阈值YH进行比较：
若GNSS基准站的运行安全值Gi≥GNSS基准站的运行安全阈值YH，则GNSS基准站的运行安全，生成运行正常信号并将运行正常信号所对应的GNSS基准站发送至服务器；
若GNSS基准站的运行安全值Gi＜GNSS基准站的运行安全阈值YH，则GNSS基准站的运行异常，生成运行异常信号并将运行异常信号所对应的GNSS基准站发送至服务器。
服务器将接受的运行异常信号并将运行异常信号所对应的GNSS基准站发送至运行监测模块，并将该运行异常信号所对应的GNSS基准站标记为异常GNSS基准站，运行监测模块对异常GNSS基准站的信噪比、多路径效应值和周跳比进行二次处理，具体步骤如下：
W1：将信噪比Xi的权重占比分配为Q1，将多路径效应值Di的权重分配为Q2，将周跳比Zi的权重分配为Q3，其中Q1+Q2+Q3＝1,Q1>Q2>Q3>0；
W2：利用公式获取GNSS基准站运行进时的动态监测量Hi＝Xi*Q1+Di*Q2+Zi*Q3(i＝1...n)；
W3：预设GNSS基准站的动态监测阈值的极限值为Hi1和Hi2，其中Hi1<Hi2：
当Hi<Hi1时，则该GNSS基准站的异常情况为待处理代码；
当Hi1<Hi<Hi2时，则该GNSS基准站的异常情况为优先处理代码；
当Hi>Hi2时，则该GNSS基准站的异常情况为加急处理代码；
W4：运行监测模块将GNSS基准站的异常情况发送至服务器，服务器将GNSS基准站的异常情况的待处理代码、优先处理代码及加急处理代码发送至应急管理模块。
应急管理模块根据GNSS基准站异常情况的不同代码，从而对GNSS基准站的维护进行优先级排序，并根据代码的不同指定不同的维护人员进行处理，具体步骤如下：
V1：应急管理模块接收到处理代码时，应急管理模块获取人员数据库内所有维护人员的执业信息，执业信息包括工龄gi、当前位置wi和专业技能zi；
V2：当应急管理模块接收到待处理代码时，将维护人员的当前位置与wi与异常GNSS基准站进行距离计算，得到间距ji；将工龄gi、专业技能zi和间距VN进行归一化处理，取其数值；
通过公式
Figure BDA0003770831680000071
得到维护人员的处理值E，K1、K2为预设比例系数，ε为预设修正系数，将待处理代码和异常GNSS基准站的位置信号发送至维护处理值最大的维护人员手机终端上；
V3：当应急管理模块接收到优先处理代码时；
通过公式
Figure BDA0003770831680000072
得到维护人员的处理值E，K1、K2为预设比例系数，ε为预设修正系数，将优先处理代码和异常GNSS基准站的位置信号发送至维护处理值最大的维护人员手机终端上；
V4：当应急管理模块接收到加急处理代码时；
通过公式
Figure BDA0003770831680000073
得到维护人员的处理值E，K1、K2为预设比例系数，ε为预设修正系数，将加急处理代码和异常GNSS基准站的位置信号发送至维护处理值最大的维护人员手机终端上。
其中，维护人员手机终端接收到的处理代码时，维护人员需在6小时内出发前往异常GNSS基准站；
维护人员的专业技能zi是基于维护人员公司内部考评分进行加权得出，专业值越高代表维护人员的专业技能越强；
应急管理模块内存储有用于当前GNSS基准站维护的所有人员名单。
本发明的核心点之一：在于对所有GNSS基准站的运行参数进行处理，具体对GNSS基准站运行参数的信噪比、多路径效应值和周跳比进行处理得到GNSS基准站的运行安全值Gi，将GNSS基准站的运行安全值Gi与GNSS基准站的运行安全阈值YH进行比较，从而对所有GNSS基准站中异常GNSS基准站进行标记；
本发明的核心点之二：在于对异常GNSS基准站维护，通过异常GNSS基准站的紧急处理优先级进行排序，从而实现对不同优先级指定不同的维护人员进行维护，从而使异常GNSS基准站能够快速匹配出对应的维护人员进行处理，提高了GNSS基准站异常处理效率。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种GNSS基准站运行状态监控系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据分析模块、运行监测模块、应急管理模块和服务器；
数据采集模块用于采集GNSS基准站的运行参数，并将采集数据传递给服务器；
数据分析模块，用于接收服务器的运行参数数据，并与GNSS标准参数进行比较，再将比较结果反馈给服务器；
运行监测模块用于接收服务器的比较结果，根据比较结果判断是否发生异常，并将是否异常的结果反馈给服务器；
应急管理模块用于接受异常结果，并将异常结果传送至应急管理中心。
2.根据权利要求1所述的一种GNSS基准站运行状态监控系统,其特征在于，GNSS基准站的运行参数包括信噪比SNR、多路径效应值MP和周跳比CSR。
3.根据权利要求2所述的一种GNSS基准站运行状态监控系统,其特征在于，将信噪比SNR、多路径效应值MP和周跳比CSR进行归一化处理，取其数值，将数值传输至服务器。
4.根据权利要求3所述的一种GNSS基准站运行状态监控系统,其特征在于，数据分析模块对数据采集模块传送的信噪比SNR、多路径效应值MP和周跳比CSR进行计算，得到GNSS基准站的运行安全值Gi，并将GNSS基准站的运行安全值Gi与GNSS基准站的运行安全阈值YH进行比较，得到GNSS基准站运行状态进行判断。
5.根据权利要求4所述的一种GNSS基准站运行状态监控系统,其特征在于，若GNSS基准站的运行安全值Gi≥GNSS基准站的运行安全阈值YH，则GNSS基准站的运行安全，生成运行正常信号并将运行正常信号所对应的GNSS基准站发送至服务器；
若GNSS基准站的运行安全值Gi＜GNSS基准站的运行安全阈值YH，则GNSS基准站的运行异常，生成运行异常信号并将运行异常信号所对应的GNSS基准站发送至服务器。
6.根据权利要求4所述的一种GNSS基准站运行状态监控系统,其特征在于，GNSS基准站的运行安全值Gi的获取步骤如下：
S1：对近1个月内GNSS基准站运行过程中，对每天在同一时间段采样的信噪比之和取均值，标记为Xi；
S2：对近1个月内GNSS基准站运行过程中，对每天在同一时间段采样的多路径效应值之和取均值，标记为Di；
S3：对近1个月内GNSS基准站运行过程中，获取的周跳比CSR标记为Zi；
S4:通过公式
Figure FDA0003770831670000021
获取GNSS基准站的运行安全值Gi，其中，d1、d2与d3均为预设比例系数，d1、d2与d3均大于零，θ为误差修正因子，θ的取值为1.687423。
7.根据权利要求1所述的一种GNSS基准站运行状态监控系统,其特征在于，运行监测模块将运行异常信号所对应的GNSS基准站标记为异常GNSS基准站，运行监测模块对异常GNSS基准站的信噪比、多路径效应值和周跳比进行二次处理，得到异常GNSS基准站的异常处理代码。
8.根据权利要求7所述的一种GNSS基准站运行状态监控系统,其特征在于，异常GNSS基准站的异常处理代码包括待处理代码、优先处理代码和加急处理代码。
9.根据权利要求7所述的一种GNSS基准站运行状态监控系统,其特征在于，应急管理模块根据异常GNSS基准站的异常处理代码指定不同的维护人员进行GNSS基准站维护。
10.根据权利要求9所述的一种GNSS基准站运行状态监控系统,其特征在于，应急管理模块指定维护人员的参考标准为维护人员工龄、当前位置和专业技能。
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