[发明专利]融合GNSS和地面监测网获取大坝实时高精度位移的方法

权利要求书

1.融合GNSS和地面监测网获取大坝实时高精度位移的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立大坝表面变形地面监测网，以及建立基于GNSS的大坝位移卫星监测网；

S2：将大坝表面变形数据库和大坝位移卫星数据库，按横河向、顺河向、竖直向分类，并均转化为相对于同一参考系下同一初始状态的位移，分别为第一变形数据库和第一卫星数据库；

S3：对数据采集间隔时间较长的大坝表面的第一变形数据库进行插值，得到与大坝位移卫星数据库同步的第一位移数据库；

S4：插值扩充后的大坝表面的第一位移数据库经降噪处理后，结合自适应加权平均法与小波降噪处理后的第一卫星数据库进行数据融合,得到第四位移数据库；

S5：计算、比较并记录第一位移数据库降噪后的数据精度、第四位移数据库的数据精度，根据数据精度优选小波基，得到S4中对应的融合位移序列。

2.根据权利要求1所述的融合GNSS和地面监测网获取大坝实时高精度位移的方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：以大坝表面变形地面监测网中的观测点为圆心，半径内布置GNSS监测点；大坝表面变形地面监测网的资料采集时间选择在GNSS获取坐标数据的时间点。

3.根据权利要求1所述的融合GNSS和地面监测网获取大坝实时高精度位移的方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：两种方法获取的测量点坐标需转换到相同参考坐标系；并以大坝在某一初始状态、同一坐标系中的测点坐标作为初始基准点来计算实时位移量，再将实时位移量在横河向、顺河向、竖直向方向上分解得到大坝测点的实时三向位移值。

4.根据权利要求1所述的融合GNSS和地面监测网获取大坝实时高精度位移的方法，其特征在于，所述步骤S3中插值方法具体为：选择相邻四个测点数据进行分段三次插值多项式逼近；即若要对时间区间{t_k,t_k+1}内的某一测点在某一方向上的测点信息进行插值，其中t_i，i＝1,2,...,n为该测点第i个观测数据的采集时刻距初始时刻的时长，单位为小时，且t₁＝0，则选择时间点t_k-1,t_k,t_k+1,t_k+2及其对应的测点数据y_k-1,y_k,y_k+1,y_k+2构造三次插值多项式，其中y_i为t_i时刻该测点在该方向的测点信息，且y_i为经历步骤S2转化后的位移值；依次对大坝表面变形数据库各时间区间的位移信息用与其对应的分段插值多项式插值拟合得到与大坝位移卫星数据库频率相同的大坝表面变形监测网扩充数据库，将其称为第一位移数据库。

5.根据权利要求1所述的融合GNSS和地面监测网获取大坝实时高精度位移的方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：对第一位移数据库采用改进阈值的脉冲耦合神经网络法进行降噪，得到第二位移数据库；对大坝位移卫星数据库进行基于不同小波基的小波降噪法处理，得到第三位移数据库；对第二位移数据库与第三位移数据库采用自适应加权平均法进行数据融合，得到第四位移数据库。

6.根据权利要求1所述的融合GNSS和地面监测网获取大坝实时高精度位移的方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：分别计算第二位移数据库、第三位移数据库的均方根误差和信噪比，计算第四位移数据库的融合均值，用以评价蒙特卡洛统计精度，以此优选出符合此数据库的小波基，得到S4中对应的融合位移序列。