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低费用多天线GPS变形监测技术 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2008-08-26
更多信息来自:  http://158.132.186.185:25002/systemIntroduce.asp

GPS具有全天候工作、自动化程度高、无需通视以及高精度等优点,GPS越来越多的应用于滑坡、大坝、桥梁等大型建筑物的变形监测中。为减少连续运行的GPS自动化变形监测系统的硬件费用,香港理工大学的丁晓利等人成功研制的一机多天线变形监测系统,不改变已有GPS接收机的结构,而通过一个附加的GPS多天线转换开关GMS(GPS Multi-antenna Switch)来实现一台接收机机多个天线的时分单通连接,从而达到一机多天线的目的。该系统在韩国和台湾等地的高速公路边坡工程应用中,运行状况良好。实践证明,一机多天线系统适用于滑坡、大坝、工业厂房等缓慢变形的连续运行自动化变形监测。与其它手段相比,该系统具有以下优点:

Ø      全天候工作 与一般GPS系统一样,多天线GPS系统不受天气条件的限制,能在台风、大雾、暴风雨等恶劣天气条件下全天候进行工作;,而且其测量精度基本上没有影响。

Ø        自动化程度高 系统运行过程中,无需人工干预,自己可以查看监测点的位移变化情况,通过设置预警变形值,系统还可以自动报警。

Ø      低费用 系统通过一个分时转换开关,使得一台接收机可以接20个天线,这样大大降低了GPS接收机、供电以及通讯等硬件费用。

Ø        高精度 当观测时间达到3小时以上时,其平面测量精度1~3毫米,高程方向可达2~6毫米。

Ø        不受通视条件限制 监测点与基准点之间无需通视。

系统结构组成

系统由数据接收、数据传输以及数据处理三大部分组成。
数据接收部分

  数据接收部分主要由多天线控制器、GPS接收机、GPS天线、天线电缆、信号放大器以及电源组成。

(1)GPS多天线控制器 这是一个自行研制的微波转换开关控制设备,由嵌入式工控机和微波开关组成,利用它连接天线阵列和接收机。当某一控制信号有效时(-5V),相应GPS天线的高频微波信号并传输到GPS接收机,而其他天线的高频信号被隔离。根据嵌入式工控机发出控制信号,完成天线信号的切换。控制信号可由用户通过自带的软件来设定。目前常用型号的控制器最多可以接20个天线。


(2)GPS接收机和天线 一般标准的测地型GPS接收机和天线都适用于本系统。当参考站与监测点的距离较大时(>5公里)需要双频接收机和天线,反之单频接收机即可满足要求,从而进一步降低硬件费用。


(3)GPS信号放大器 GPS信号经过电缆,将会逐渐衰减,导致信噪比较低影响GPS观测值的质量,甚至使得GPS完全接收不到信号。当天线电缆质量较好时,其最大长度可达70米。若需更长,则需要在电缆的中间增加一个信号放大器。



数据传输与数据采集部分

数据传输部分负责把GPS原始观测数据(包括监测站和参考站)发送至数据处理和分析中心的计算机上。数据传输的方式可有多种,如:Internet网、GMS、GPRS以及通讯电台等。


数据处理部分

数据处理部分包括多天线GPS数据处理与数据管理软件(MaGPS)。MaGPS软件包括工程管理、测站管理、数据分离、双差基线解算、监测结果可视化以及数据管理六大模块。MaGPS具有自动和手动两种数据处理模式。在连续运行的自动化监测应用中,MaGPS将用户设定的测量间隔自动下载并处理由数据采集软件获得的GPS观测数据。经过基线解算后,可获得每个监测点的位移量,并在结果视图中绘制出监测点的位移时程曲线图。手动处理模式则可以把已有的GPS观测数据倒入系统进行处理。

更多监测案例信息:
http://158.132.186.185:25002/systemIntroduce.asp

离线magms
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只看该作者 1楼 发表于: 2008-08-27
多天线GPS变形监测系统介绍彩页
离线baitian121

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只看该作者 2楼 发表于: 2008-08-27
GPS具有全天候工作、自动化程度高、无需通视以及高精度等优点,GPS越来越多的应用于滑坡、大坝、桥梁等大型建筑物的变形监测中。为减少连续运行的GPS自动化变形监测系统的硬件费用,香港理工大学的丁晓利等人成功研制的一机多天线变形监测系统,不改变已有GPS接收机的结构,而通过一个附加的GPS多天线转换开关GMS(GPS Multi-antenna Switch)来实现一台接收机机多个天线的时分单通连接,从而达到一机多天线的目的。该系统在韩国和台湾等地的高速公路边坡工程应用中,运行状况良好。实践证明,一机多天线系统适用于滑坡、大坝、工业厂房等缓慢变形的连续运行自动化变形监测。
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关键是数据处理中的数据筛选啊  要很有经验的专家才可以做 不然得出的结果就不知道是啥东东了
baitian121
离线magms
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只看该作者 3楼 发表于: 2008-08-27
GPS数据处理中最难的就是数据质量控制。这套多天线GPS系统的数据处理全是自动的,基线解算时采用了基于SNR的抗差随机模型。基于SNR的随机模型是近些年用得比较多的随机模型,商业版的软件中用得较少,科研版的软件逐渐用得多些。
离线magms
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只看该作者 4楼 发表于: 2008-09-03
这套多天线系统也可以与单个天线系统混合使用
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