3sNews讯,2010年1月22日,2009年度的国内空间信息系统软件测评的表彰大会在北京西郊宾馆正式召开。会议对我国2009年的空间信息技术的发展进行了总结,并且对2010年推进空间技术的发展作了一些规划,同时对于2009年的获奖软件给予表彰。以下是对获奖软件上海华测导航技术有限公司GNSS自动化变形监控软件GPSensor进行的简单介绍。
1。GPSensor概述

1.1应用背景
GPS(全球卫星定位系统)自八十年代中期投入民用后,已广泛地在导航、定位等各领域应用,尤其在测量界的控制测量中起了划时代的作用。正因为是它在静态相对定位中的高精度、高效益、全天候、不需通视等优点,使人们普遍采用其来代替常规的三角、三边、边角等方法,并在理论、实践中取得了可喜的成果。在精密工程变形监测中也逐步得到广泛的应用。
从国内外的有关研究和应用可以看出GPS自动化监测系统已经在桥梁、大型建筑、地震、大坝等行业中应用并取得较好的效益。目前,采用GPS技术用于桥梁等工程变形监测的手段已经被广泛的应用于世界各地的各个领域。例如:英国Humber桥、日本明石海峡大桥、虎门大桥、青马大桥、小浪底水电站、山峡大坝及上游滑坡体等多个领域GPS监测系统。
但目前的大部分应用,采用的解算模型还是基于常规测量理念-RTK解算模式或者常规静态的方式。这两种种模式随着GNSS应用技术的逐步发展已经不能够满足现代建筑物健康监测的需求了。对于RTK模式以及常规静态来说都有一定的局限性。
1.2GPSensor简介
由GPSensor为核心构成的变形监测系统中的每个GNSS接收机只需要输出GNSS的原始数据和星历,原始数据包含了GPS解算所有必要的伪距和载波相位数据等,星历指GPS卫星发播的广播星历。数据通过广域网、局域网络、串口、无线设备等传到控制中心,控制中心的GPSensor软件根据每台GPS接收机对应的IP地址和端口号,获得每个监测点的原始实时数据流,并自动对其进行实时或准实时差分解算,得到各个监测站的坐标,并存入数据库或发送给客户端。

GPSensor软件能进行7×24小时不间断观测。而且,与传统的监测相比,它具有精度更高,实时性更强的特点,并支持各种主流品牌的单双频GNSS接收机混合监控。
GPSensor采用了C/S和B/S混合架构,用户可以进行远程监控和访问。
具体的,GPSensor实时差分变形监测软件的工作流程可用下图表示:
如图所示,GPSensor变形监控软件实现了各个监控站的实时差分定位,并具有图形显示、接收机设置、监控站参数设置、观测数据记录、报警等功能。
采用C/S和B/S混合架构的GPSensor软件方便用户在办公室、监控中心、或者其他只要可以上网的地方都可以随时掌握被监测系统的健康状况。
2。GPSensor的功能
2.1GPSensor的功能模块
这里用框图来表示GPSensor的主要功能模块。

2.2GPSensor的基本功能
GPSensor实时差分变形监控软件具有下面的一些基本功能:包括对GPS原始数据进行7×24小时实时差分处理,进行变形监测,永不间断;根据接收机的原始数据输出率,数据更新率最高可达20Hz;可同时处理多达多个基站和上百个监测站的数据等多达30多项功能。
2.3数据记录
连接数据库,GPSensor能够记录用户需要保留的各项信息,根据用户的选择,可以记录GPS定位数据、卫星数据、基线解信息、系统状态数据等信息。
3.GPSensor的软件界面介绍
正常情况下,GPSensor是在服务器端进行复杂的计算的,用户不需要去浏览这些窗口。但在系统安装阶段或者系统出现故障时,这些窗口提供的信息能帮助我们迅速地解决问题。数据监控窗口则是通过接收机数据监控窗口可以观察串口和网络来的数据的格式、数据的更新率、数据包的大小等,管理员通过这些信息可以快速地判断系统的通讯是否正常;接收机监控窗口则主要通过每秒更新一次的接收机监控窗口,管理员能知道接收机跟踪的卫星数量、接收机的钟差、卫星的载噪比等接收机的关键信息,以确定接收机的工作状况、信号质量等;同时包括基线窗口、日志等界面的系统介绍。
4。GPSensor的系统结构
典型的GPSensor监测系统由三部分组成:监测单元、数据传输和控制单元、数据处理分析及管理单元。这三部分形成一个有机的整体,监测单元跟踪GNSS卫星并实时采集数据,数据通过通讯网络传输至控制中心,控制中心相关的GPSensor软件对数据处理并分析,实时监测被监测物体的三维形变。
如下所示,某桥梁项目的GNSS监测系统,即监测单元一个参考站(R1)和四个监测站(M1,M2,…,M4)组成。其中参考站根据实际情况,确定其具体位置;四个监测站分别设在南北塔塔顶以及桥面主跨跨中对称两个。
数据传输采用先进的光纤数据传输方式,一方面提高了系统通讯可靠性,另一方面提高了数据传输速度。
控制中心配备一台高性能服务器,用于数据分析和图形处理,以及终端服务。结合GPSensor软件,实时对数据分析和图形处理。


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