[发明专利]一种基于倾角传感的GNSS监测数据处理方法

权利要求书

1.一种基于倾角传感的GNSS监测数据处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：通过全球卫星导航定位系统GNSS获取监测点处的地表形变监测数据，通过双轴倾角传感器阵列获取安装立柱的姿态数据，监测数据包括GNSS监测设备中心平面位移分量，姿态数据包括安装立柱的倾斜角度，对平面位移分量进行预处理；

S2：所述平面位移分量包括X位移分量和Y位移分量，预处理后的X位移分量和Y位移分量合成位移矢量，对位移矢量进行倾角归算修正；

S3：当监测点主形变方向已知时，将修正后的位移矢量投影到主形变方向，以投影解析值按时间序列绘制监测点的形变过程曲线，来表征该监测点的形变特征。

2.根据权利要求1所述的基于倾角传感的GNSS监测数据处理方法，其特征在于，对平面位移分量预处理的方法如下：

S11：判断平面位移分量是否含有粗差，若是，则执行步骤S12，若否，则执行步骤S13；

S12：对平面位移分量的粗差进行剔除与插补，然后执行步骤S13；

S13：对平面位移分量进行信噪分离。

3.根据权利要求2所述的基于倾角传感的GNSS监测数据处理方法，其特征在于，对平面位移分量的粗差进行插补的方法包括线性内插、拉格朗日内插或多项式拟合。

4.根据权利要求2所述的基于倾角传感的GNSS监测数据处理方法，其特征在于，对平面位移分量进行信噪分离的方法包括曲线拟合、多元线性回归、灰色预测或小波信噪分离。

5.根据权利要求2所述的基于倾角传感的GNSS监测数据处理方法，其特征在于，通过“3σ准则”来判定平面位移分量是否含有粗差。

6.根据权利要求1所述的基于倾角传感的GNSS监测数据处理方法，其特征在于，所述位移矢量的倾角修正方法如下：

以安装砼基础中心点为原点，建立右手坐标系，由几何投影知识可得：

Δx＝H*cos|θ-π/2|*(-cosα)

Δy＝H*sin|θ-π/2|

其中，ɑ为倾斜状态时安装立柱与X轴正方向的夹角，θ为倾斜状态时安装立柱与Y轴正方向的夹角，H为倾斜状态时安装立柱顶端和底端的高度，Δx为倾斜状态时安装立柱在X轴方向上的矢量，Δy为倾斜状态时安装立柱在Y轴方向上的矢量，得到位移矢量的倾角修正为：

其中，表示GNSS监测合成位移矢量，表示监测点实际位移矢量，表示GNSS监测设备中心实际位移矢量，S表示监测点实际位移量。

7.根据权利要求1所述的基于倾角传感的GNSS监测数据处理方法，其特征在于，当监测点主形变方向分布于不同象限时，投影量Δm分别表示为：

ΔM＝Δxcosα+Δysinα (1)

ΔM＝-Δxcos(180°-α)+Δysin(180°-α)＝Δxcosα+Δysinα (2)

ΔM＝-Δxcos(α-180°)-Δysin(α-180°)＝Δxcosα+Δysinα (3)

ΔM＝Δxcos(360°-α)-Δysin(360°-α)＝Δxcosα+Δysinα (4)

其中，ɑ为主形变方向方位角，Δx为倾斜状态时安装立柱在X轴方向上的矢量，Δy为倾斜状态时安装立柱在Y轴方向上的矢量。

8.根据权利要求1所述的基于倾角传感的GNSS监测数据处理方法，其特征在于，所述全球卫星导航定位系统GNSS包括多个双轴倾角传感器阵列、无线通讯模块、数据处理模块、控制电路模块和电源管理模块，数据处理模块的信息采集端和双轴倾角传感器阵列连接，数据处理模块的通信端和无线通讯模块连接，数据处理模块的控制端和控制电路模块连接，数据处理模块的供电端和电源管理模块连接。