本發(fā)明屬于衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種基于LORA的高精度定位的變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)既關(guān)系國(guó)家安全，也是一個(gè)對(duì)廣大民眾有重大影響的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前，世界主要大國(guó)和經(jīng)濟(jì)共同體都非常重視衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)及產(chǎn)業(yè)。衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)在過(guò)去十幾年中經(jīng)歷了高速發(fā)展，但是和未來(lái)相比，這個(gè)產(chǎn)業(yè)還只是剛剛起步，市場(chǎng)前景極其廣闊。目前除了美國(guó)的GPS系統(tǒng)以外，俄羅斯正在加緊復(fù)蘇GLONASS系統(tǒng)使其能夠再穩(wěn)定的供軍民用戶使用，此外歐洲的Galileo和我國(guó)的BD系統(tǒng)也加入了GNSS，日本、印度等國(guó)家也正在計(jì)劃實(shí)施自己的GNSS系統(tǒng)。

精密導(dǎo)航定位是衛(wèi)星定位導(dǎo)航發(fā)展的一個(gè)非常重要的領(lǐng)域，在精密導(dǎo)航(飛機(jī)進(jìn)場(chǎng))、測(cè)繪測(cè)量、地殼形變及大壩和大型建筑物變形監(jiān)測(cè)、工程機(jī)械控制等方面有著廣泛的應(yīng)用。

但同時(shí)在精密導(dǎo)航定位的應(yīng)用場(chǎng)景中，客戶端需要實(shí)時(shí)傳送自身的衛(wèi)星信號(hào)觀測(cè)量到服務(wù)端或者實(shí)時(shí)接收服務(wù)端下發(fā)的衛(wèi)星信號(hào)改正參數(shù)?，F(xiàn)有的解決方案都是：如果在有公網(wǎng)信號(hào)覆蓋的區(qū)域，通過(guò)使用GPRS/3G/4G解決，在無(wú)信號(hào)的區(qū)域，通過(guò)電臺(tái)、無(wú)線AP中繼解決，在野外監(jiān)測(cè)類應(yīng)用中，甚至要挖地溝埋光纖和供電電纜，由此都帶來(lái)施工周期長(zhǎng)、通信硬件成本高、持續(xù)產(chǎn)生使用費(fèi)用、數(shù)據(jù)泄露、擴(kuò)展接入終端困難的諸多問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于LORA的高精度定位的變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，覆蓋范圍廣、擴(kuò)展能力強(qiáng)、施工周期短、使用安全且使用成本低。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種基于LORA的高精度定位的變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)端設(shè)備、LORA收發(fā)模塊、LORA基站、服務(wù)器、和云平臺(tái)；

所述監(jiān)測(cè)端設(shè)備，安裝有能接收導(dǎo)航信息和原始觀測(cè)數(shù)據(jù)的導(dǎo)航信息單元、LORA收發(fā)模塊、太陽(yáng)能電池板、和蓄電池；

所述LORA基站，為若干個(gè)，部署在需要覆蓋的服務(wù)范圍內(nèi)；

所述服務(wù)器，從LORA基站收到若干監(jiān)測(cè)端設(shè)備上傳的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用雙差解算模式，在優(yōu)化載波相位差分?jǐn)?shù)據(jù)處理方法的基礎(chǔ)上，同時(shí)處理基準(zhǔn)站和監(jiān)測(cè)端設(shè)備載波的相位數(shù)據(jù)，得到精確的監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)站的形變量；

所述云平臺(tái)，包括數(shù)據(jù)處理、分析、管理單元。

一種基于LORA的高精度定位的變形監(jiān)測(cè)方法，該方法基于如上述的一種基于LORA的高精度定位的變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該方法包括：

監(jiān)測(cè)端設(shè)備運(yùn)作流程：設(shè)備開始運(yùn)行后，從存儲(chǔ)介質(zhì)中讀取整機(jī)的配置參數(shù)，首先配置導(dǎo)航信息單元，獲取衛(wèi)星的時(shí)間參數(shù)，對(duì)整機(jī)的RTC進(jìn)行校時(shí)，成功后則開始配置LORA收發(fā)模塊，接著通過(guò)LORA模塊往服務(wù)器端發(fā)送設(shè)備登錄信息，待正確收到服務(wù)器端的登錄反饋后，即可開始進(jìn)行導(dǎo)航信息單元的數(shù)據(jù)采集，否則延時(shí)一段時(shí)間繼續(xù)嘗試登錄；獲取導(dǎo)航信息單元的數(shù)據(jù)后，按照與服務(wù)器約定好的協(xié)議進(jìn)行幀格式的封裝發(fā)送；如果有設(shè)置保存發(fā)送數(shù)據(jù)，則啟動(dòng)保存數(shù)據(jù)線程進(jìn)行處理；存在一個(gè)專門檢測(cè)LORA工作狀態(tài)的線程，該線程與LORA基站通信，根據(jù)環(huán)境的改變而對(duì)LORA的速率和頻率做出調(diào)整策略；

服務(wù)器端運(yùn)作流程：考慮到監(jiān)測(cè)端是長(zhǎng)連接的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流，在服務(wù)端前端增加了一個(gè)連接負(fù)載均衡處理模塊，減輕某個(gè)連接的壓力；監(jiān)測(cè)端傳送上來(lái)的數(shù)據(jù)首先會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，合格后才會(huì)根據(jù)約定的協(xié)議進(jìn)行解碼，待正確解碼出衛(wèi)星的原始觀測(cè)量后送入算法模塊進(jìn)行基線計(jì)算，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和誤差處理就得到了監(jiān)測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)位信息，并實(shí)時(shí)存入數(shù)據(jù)庫(kù)保存，該點(diǎn)位信息即做為監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形判斷依據(jù)，變形預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型根據(jù)點(diǎn)位信息預(yù)測(cè)出未來(lái)幾個(gè)月被監(jiān)測(cè)體的變形趨勢(shì)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)本發(fā)明，可以極大減少變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)和部署周期，可以提高監(jiān)測(cè)端數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性，同時(shí)加強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，與現(xiàn)有一些解決方案不同，本系統(tǒng)不會(huì)讓客戶產(chǎn)生持續(xù)的使用成本，是普及高精度導(dǎo)航定位的有效手段，所以，本發(fā)明就是通過(guò)使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)LORA并結(jié)合云平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度定位的系統(tǒng)。

【附圖說(shuō)明】

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。

圖2是本發(fā)明的監(jiān)測(cè)設(shè)備端運(yùn)作流程框圖。

圖3是本發(fā)明的LORA收發(fā)模塊控制流程圖。

圖4是本發(fā)明的服務(wù)器端運(yùn)作流程框圖。

【具體實(shí)施方式】

請(qǐng)參閱圖1所示，一種基于LORA的高精度定位的變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)端設(shè)備、LORA收發(fā)模塊、LORA基站、服務(wù)器、和云平臺(tái)；

所述監(jiān)測(cè)端設(shè)備，安裝有能接收導(dǎo)航信息和原始觀測(cè)數(shù)據(jù)的導(dǎo)航信息單元、LORA收發(fā)模塊、太陽(yáng)能電池板、和蓄電池；監(jiān)測(cè)端設(shè)備啟動(dòng)后，首先初始化導(dǎo)航信息單元和LORA收發(fā)模塊，配置好LORA模塊的速率、加密方式等參數(shù)；監(jiān)測(cè)端設(shè)備首先通過(guò)LORA模塊往服務(wù)器端發(fā)送設(shè)備的登錄信息，服務(wù)器正確識(shí)別后回送允許登錄信息，此時(shí)，監(jiān)測(cè)端設(shè)備就開始往服務(wù)端實(shí)時(shí)發(fā)送導(dǎo)航信息單元的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)；

所述LORA基站，為若干個(gè)，部署在需要覆蓋的服務(wù)范圍內(nèi)；

所述服務(wù)器，從LORA基站收到若干監(jiān)測(cè)端設(shè)備上傳的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用雙差解算模式，在優(yōu)化載波相位差分?jǐn)?shù)據(jù)處理方法的基礎(chǔ)上，同時(shí)處理基準(zhǔn)站和監(jiān)測(cè)端設(shè)備載波的相位數(shù)據(jù)，得到精確的監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)站的形變量；

所述云平臺(tái)，包括數(shù)據(jù)處理、分析、管理單元。系統(tǒng)管理中心實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)站管理、數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控、信息上傳、網(wǎng)絡(luò)管理、用戶管理等所有設(shè)計(jì)功能。監(jiān)控中心是整個(gè)系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，負(fù)責(zé)檢測(cè)信息的處理，并融合水文、氣象等信息，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析和災(zāi)害體預(yù)測(cè)模型，讓管理人員在第一時(shí)間內(nèi)了解、掌握有關(guān)災(zāi)害體的形變動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而做預(yù)案決策。

請(qǐng)參閱圖2至圖4所示，一種基于LORA的實(shí)現(xiàn)高精度定位的變形監(jiān)測(cè)方法，該方法基于如上述的一種基于LORA的實(shí)現(xiàn)高精度定位的變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該方法包括：

監(jiān)測(cè)端設(shè)備運(yùn)作流程：設(shè)備開始運(yùn)行后，從存儲(chǔ)介質(zhì)中讀取整機(jī)的配置參數(shù)，首先配置導(dǎo)航信息單元，獲取衛(wèi)星的時(shí)間參數(shù)，對(duì)整機(jī)的RTC進(jìn)行校時(shí)，成功后則開始配置LORA收發(fā)模塊，接著通過(guò)LORA模塊往服務(wù)器端發(fā)送設(shè)備登錄信息，待正確收到服務(wù)器端的登錄反饋后，即可開始進(jìn)行導(dǎo)航信息單元的數(shù)據(jù)采集，否則延時(shí)一段時(shí)間繼續(xù)嘗試登錄；獲取導(dǎo)航信息單元的數(shù)據(jù)后，按照與服務(wù)器約定好的協(xié)議進(jìn)行幀格式的封裝發(fā)送；如果有設(shè)置保存發(fā)送數(shù)據(jù)，則啟動(dòng)保存數(shù)據(jù)線程進(jìn)行處理；存在一個(gè)專門檢測(cè)LORA工作狀態(tài)的線程，該線程與LORA基站通信，根據(jù)環(huán)境的改變而對(duì)LORA的速率和頻率做出調(diào)整策略；

服務(wù)器端運(yùn)作流程：考慮到監(jiān)測(cè)端是長(zhǎng)連接的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流，在服務(wù)端前端增加了一個(gè)連接負(fù)載均衡處理模塊，減輕某個(gè)連接的壓力；監(jiān)測(cè)端傳送上來(lái)的數(shù)據(jù)首先會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，合格后才會(huì)根據(jù)約定的協(xié)議進(jìn)行解碼，待正確解碼出衛(wèi)星的原始觀測(cè)量后送入算法模塊進(jìn)行基線計(jì)算，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和誤差處理就得到了監(jiān)測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)位信息，并實(shí)時(shí)存入數(shù)據(jù)庫(kù)保存，該點(diǎn)位信息即做為監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形判斷依據(jù)，變形預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型根據(jù)點(diǎn)位信息預(yù)測(cè)出未來(lái)幾個(gè)月被監(jiān)測(cè)體的變形趨勢(shì)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)本發(fā)明，可以極大減少變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)和部署周期，可以提高監(jiān)測(cè)端數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性，同時(shí)加強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，與現(xiàn)有一些解決方案不同，本系統(tǒng)不會(huì)讓客戶產(chǎn)生持續(xù)的使用成本，是普及高精度導(dǎo)航定位的有效手段，所以，本發(fā)明就是通過(guò)使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)LORA并結(jié)合云平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度定位的系統(tǒng)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施用例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換以及改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。