[发明专利]一种基于虚拟参考站检测铁路沉降的方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于虚拟参考站检测铁路沉降的方法，包括获取用户的概略坐标和多个基准站的观测数据，并根据用户概略坐标和观测数据进行模糊度固定；根据固定的模糊度解算出宽巷模糊度，并提取双差大气误差；确定用户所在网元及星型网元的共视卫星；根据用户所处网元确定虚拟参考站，并生成虚拟观测值；每日采集观测数据并上传，监测铁路的位移变化量，当所述位移变化量大于位于阈值时报警。本发明通过采集观测数据，并基于虚拟参考站解算出虚拟参考值，以实现对铁路位移变化量的实时监测，当铁路位移量超过阈值时自动报警，检测方法持续、可靠、精度高。

技术领域

本发明涉及铁路检测技术领域，特别涉及一种基于虚拟参考站检测铁路沉降的方法及系统。

背景技术

虚拟参考站技术(Virtual Reference Station，VRS)最早由Trimble公司于2001年提出，概念模型是在流动站附近建立一个虚拟的基准站，并根据周围最优基准站组合的观测数据计算出该虚拟基准站上的虚拟观测值，由该虚拟站对流动站进行差分解算，因虚拟参考站离流动站很近，一般仅相距数米至数十米，传统的虚拟参考站是动态的，一般会设定一个距离阈值，当用户实际位置与虚拟参考站之间的距离超过阈值之后，会在用户附近重新生成一个虚拟参考站，但存在一定的不足，基于虚拟参考站技术进行铁路检测时，由于铁路铺设的复杂性和长途性，用户位置需要实时变化，随着用户位置的动态变化，可能会导致用户需要重新初始化，加大了数据处理难度，为减小传统虚拟参考站生成技术对动态用户的不利影响，有必要提出一种固定虚拟参考站生成算法，事先在网元内选择一个固定的点作为网元内所有用户的虚拟参考站，简化数据解算过程。

发明内容

本发明公开了一种基于虚拟参考站检测铁路沉降的方法，通过采集观测数据，并基于虚拟参考站解算出虚拟参考值，实现对铁路位移变化量的实时监测，当铁路位移量超过阈值时自动报警。

本发明的技术方案为：

一种基于虚拟参考站检测铁路沉降的方法，包括：

步骤一、获取用户的概略坐标和多个基准站的观测数据，并根据所述用户概略坐标和所述观测数据进行模糊度固定；

步骤二、根据固定的模糊度解算出宽巷模糊度，并提取双差大气误差；

步骤三、确定用户所在网元及星型网元的共视卫星；

步骤四、根据用户所处网元确定虚拟参考站，并生成虚拟观测值；

步骤五、每日采集观测数据并上传，监测铁路的位移变化量，当所述位移变化量大于位移阈值时报警。

优选的是，观测数据包括伪距观测值和载波观测值。

优选的是，步骤一中模糊度固定包括：

步骤a、基于伪距观测值与载波观测值建立伪距观测方程和载波观测方程；

伪距观测方程为：

载波观测方程为：

式中，下标k表示接收机，上标i表示北斗系统参考星，P表示伪距观测值，ρ表示真实站星距，c表示电磁波传播速度，X，Y，Z表示坐标值，δυG_k，sagnc表示地球自转误差，δα_k表示组合系数，δt表示钟差，I表示电离层延迟，T表对流层延迟，hd表示硬件延迟，O表示轨道误差，mul表示多路径，rel表示相对论效应，ε表示观测噪声，φ表示以米为单位的载波观测值，表示以周为单位的载波观测值，λ表示波长，N表示整周模糊度，b表示载波初始偏差；

步骤b、对两颗卫星进行星间差分，得到伪距单差方程和载波单差方程；

伪距单差方程为：