[发明专利]一种利用GNSS测速技术的塔机倾斜监控预警系统

权利要求书

1.一种利用GNSS测速技术的塔机倾斜监控预警系统，所述塔机包括塔臂、塔身，其中，该系统包括：塔身GNSS监测站、倾斜监控装置和预警装置，所述塔身GNSS监测站设置在所述塔身的顶部，所述塔身GNSS监测站包括塔身GNSS天线和塔身GNSS主机，

所述塔身GNSS监测站接收并处理GNSS多普勒观测值信号，用于确定塔身顶部瞬时三维晃动速度，并将所述塔身顶部瞬时三维晃动速度发送给所述倾斜监控装置，

所述倾斜监控装置根据所述塔身顶部瞬时三维晃动速度，确定所述塔身的实时倾斜三维变动量，若所述实时倾斜三维变动量超出预警值，则触发所述预警装置进行告警提示，

其中，所述塔身的实时倾斜三维变动量如下地确定：

其中，和为所述塔身的实时倾斜三维变动量，和为所述塔身顶部瞬时三维晃动速度，h_B为所述塔臂的高度，h_S为所述塔身的高度，h为所述塔身顶部到所述塔身GNSS监测站的所述塔身GNSS天线的相位中心的垂高，T为所述塔身GNSS监测站的所述塔身GNSS主机的数据采样间隔。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述GNSS多普勒观测值信号包括所述塔身GNSS监测站的原始多普勒观测值，还包括采用由所述塔身GNSS监测站的载波相位观测值经历元间差分获得的构造多普勒观测值，所述构造多普勒观测值如下地表示：

其中，为t时刻的构造多普勒观测值，为t时刻后m1历元的载波相位观测值，为t时刻前n1历元的载波相位观测值，Δt为GNSS观测值数据的采样间隔，m1、n1为整数。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，计算塔身顶部瞬时三维晃动速度包括利用原始多普勒频移观测值或构造的多普勒频移观测值建立GNSS多普勒测速观测模型，当所述塔身GNSS监测站观测到4颗及以上有效导航卫星时，利用最小二乘参数估计求解所述塔身GNSS监测站的瞬时速度，并进行去噪滤波平滑处理，获得平滑结果作为所述塔身顶部瞬时三维晃动速度，所述GNSS多普勒测速观测模型如下地表示：

其中，为t时刻所述塔身GNSS监测站接收的从导航卫星j到塔身GNSS监测站r之间的原始多普勒观测值或构造多普勒观测值，λ为导航卫星发射信号频率的载波波长，为t时刻导航卫星j到所述塔身GNSS监测站r之间的几何距离，为时刻导航卫星j的位置，为t时刻所述塔身GNSS监测站r的位置，为时刻导航卫星j的瞬时速度，为t时刻所述塔身GNSS监测站r的瞬时速度，为导航卫星j到所述塔身GNSS监测站r之间的信号传播时间，c为信号传播的速度，为t时刻所述塔身GNSS监测站r的钟速，为时刻导航卫星j的钟速，为t时刻导航卫星j到所述塔身GNSS监测站r之间的观测噪声。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述塔身的实时倾斜三维变动量大于预警量E_T时，进行塔身倾斜预警，其中所述预警量如下地计算：

其中，a、b分别是所述塔身GNSS监测站的所述塔身GNSS主机的固定误差和比例误差；h_S为所述塔身的高度，h为所述塔身顶部到所述塔身GNSS监测站的所述塔身GNSS天线的相位中心的垂高，k为预警系数，预警系数计算公式如下：

k＝(2～3)·m

式中，m为所述塔身的折旧系数，取值0.6～1。