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CN113311460B - 一种基于北斗的预警方法及其系统 - Google Patents

一种基于北斗的预警方法及其系统 Download PDF

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CN113311460B CN202110853523.0A CN202110853523A CN113311460B CN 113311460 B CN113311460 B CN 113311460B CN 202110853523 A CN202110853523 A CN 202110853523A CN 113311460 B CN113311460 B CN 113311460B
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Abstract

本发明提供一种基于北斗的预警方法及其系统，包括监测站、基准站和数据中心；所述监测站包括用于接收和缓存北斗卫星原始数据的监测接收机，所述基准站包括用于对数据进行接收和解算的基准接收机、检测雨量数据的雨量传感器、通讯装置和预警装置，所述数据中心与基准站连接，用于对数据进行存储和展示。本发明中基准站和监测站通过Lora无线通讯模块进行数据通讯，基准站中的数据分析模块能够根据雨量传感器数据智能调控北斗监测结果分析参数，动态调整结果时间间隔以及自动发出监测预警，从而达到节省电量、自动化监测的效果。

Description

一种基于北斗的预警方法及其系统
技术领域
本发明涉及变形监测技术领域，具体涉及一种基于北斗的预警方法及其系统。
背景技术
北斗卫星导航系统（以下简称北斗系统）是我国自主建设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。随着北斗卫星导航系统的成功建设，北斗系统在地灾、建筑桥梁监测、施工基坑监测等方面得到了大量的应用。
北斗卫星在遥远的外太空，地面接收机通过接收卫星的电磁波信号，从而解算出地面接收机的坐标，实现变形监测。在变形监测过程中，①由于电磁波传输路径长、地面环境等原因，解算出的接收机坐标中含有大量误差，需要通过精确的模型进行剔除；②因地灾、桥梁等设施监测的地点通常在山区、高速公路等偏远区域，监测点数据需要通过移动网络传输回传服务器进行解算，在这种监测模式下北斗接收机对电量以及对网络质量的要求比较高，个别地区因移动网络差从而会造成无法传输数据、监测不稳定的问题；③若在长时间阴雨天气的情况下，北斗接收机可能无法正常工作。
针对上述问题，目前采用的北斗变形监测系统一般由光伏板、蓄电池、北斗接收机、数据传输模块和远程服务器组成；监测系统工作时，由北斗接收机接收卫星数据并通过数据传输模块传回远程服务器，远程服务器将数据进行解算，得到高精度的监测结果。然，目前采用的北斗变形监测系统需要将北斗基准站和监测站的数据通过4G通讯模块发送回远程服务器进行解算，远程服务器根据监测结果判断是否需要预警，然后向项目现场的预警装置发送预警信息，该技术中存在着以下几个缺点：①由于北斗接收机具有数据量大、采样频率高的特点，传统的全频段北斗接收机板卡以及4G通讯模块功耗较大，整体功耗在5w左右，因此在南方阴雨天气时经常缺电，无法稳定监测；②该技术从数据采集到监测预警整个数据链路过长，并且全都依靠4G网络进行通讯，在信号差的地区通讯不稳定；③北斗接收机的采样频率以及后处理频率通常固定，在项目现场容易出现地质灾害的情况下无法快速反应；④现有技术采用数据中心统一解算的模式进行数据处理，随着北斗监测点的增加，数据中心的数据接收和处理压力较大。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种基于北斗的预警方法及其系统。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于北斗的预警方法及其系统，包括监测站、基准站和数据中心；所述监测站包括监测接收机，监测接收机用于接收和缓存北斗卫星的数据；所述基准站包括基准接收机、雨量传感器、通讯装置和预警装置，基准接收机用于将雨量传感器所检测到的数据和由监测接收机所传送的数据进行接收与解算，雨量传感器用于检测雨量数据，通讯装置用于将雨量传感器和预警装置与基准接收机连接，预警装置用于实施预警；所述数据中心与基准站连接，用于对数据进行存储和展示。
优选的，所述监测接收机包括第一北斗板卡、第一处理器和第一Lora通讯模块，第一北斗板卡接收北斗卫星的数据，并传送至第一处理器中进行缓存，并通过第一Lora通讯模块将缓存的数据传送至基准接收机内。
优选的，所述基准接收机包括第二北斗板卡、第二处理器和第二Lora通讯模块，第二Lora通讯模块通过与第一Lora通讯模块连接，以将监测接收机所传送的数据进行接收并传送至第二北斗板卡内，第二北斗板卡将所接收到的数据传送至第二处理器中进行解算。
优选的，所述预警装置包括声音预警机构和光学预警机构。
一种基于北斗的预警方法，具体步骤如下：
步骤一、安装N个监测站和一个基准站，并将N个监测接收机接收数据的方式设置成每间隔S时间接收一次、接收到的数据缓存时间设置为T；
步骤二、N个监测接收机分别接收北斗卫星的原始数据，并通过N个监测接收机中的第一处理器对每一历元的北斗原始数据进行缓存；
步骤三、当各个监测接收机中的第一处理器中缓存的第一条北斗原始数据与最后一条北斗原始数据的时间差为T时，则由第一处理器发出唤醒指令，唤醒第一Lora通讯模块将各个监测接收机中的北斗原始数据传送至基准接收机中，同时各个监测接收机缓存中的该段北斗原始数据进行清空处理，并重新开始新的北斗原始数据的缓存；
步骤四、基准接收机在接收由各个监测接收机传送的北斗原始数据的同时，同时采集雨量传感器所检测得到的数据，并将各个监测接收机的北斗原始数据与基准接收机的北斗原始数据分别进行单历元解算和后处理解算，得到m个单历元位移结果和一个后处理结果，其中m=T*3600/S；
步骤五、对m个单历元结果、一个后处理结果和雨量传感器所检测到的数据进行判断有无位移；当没有发生位移时，通过通讯装置将后处理结果发送至数据中心进行保存，并将m个单历元结果丢弃；当判断结果为发生了位移时，由基准接收机向预警装置发送自动预警信号，并通过通讯装置将单历元结果、后处理结果和北斗原始数据同时发送至数据中心以标注为预警数据的方式进行保存；
步骤六、数据中心值班人员收到预警数据后对m个单历元结果、一个后处理结果和监测物现场状态进行分析，判断是否发出人工预警，若发出人工预警，则数据中心通过通讯装置向预警装置发送出预警信号，预警装置进行声光报警。
优选的，所述步骤一中接收数据的间隔时间S设置为1秒-30秒；所述数据缓存时间T设置为10分钟-2小时。
优选的，所述步骤五中对m个单历元结果、一个后处理结果和雨量传感器所检测到的数据进行判断有无位移的方法为采用平均间隙法。
优选的，所述步骤五中对m个单历元结果和一个后处理结果进行判断，当有发生位移时，对数据缓存时间调整的表达式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（1）；
对m个单历元结果和一个后处理结果进行判断，当有发生位移时，对数据采样频率调整的表达式如下：
Figure 77058DEST_PATH_IMAGE002
（2）；
对雨量传感器的数据进行判断，当雨量传感器的监测数据大于0时，对数据缓存时间调整的表达式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
（3）；
其中：
Figure 906473DEST_PATH_IMAGE004
为调整后的数据缓存时间，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为默认的数据缓存时间，
Figure 949385DEST_PATH_IMAGE006
为平均间隙法检测到的位移量，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为位移阈值，
Figure 53607DEST_PATH_IMAGE008
为调整后的数据采样间隔，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为默认的采样间隔，
Figure 354923DEST_PATH_IMAGE010
为雨量传感器监测值，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为雨量阈值。
优选的，所述步骤六中对m个单历元结果和一个后处理结果和监测物现场状态分析的具体步骤如下：
步骤①、数据中心值班人员对收到的北斗原始数据进行北斗高精度单历元基线解算，得到北斗高精度单历元基线解算结果；
步骤②、利用一元三次方程分别拟合项目现场单历元结果和北斗高精度单历元基线解算结果，得到现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果，并根据现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果的相关系数r来判断是否发出人工预警。
优选的，所述步骤①中项目现场单历元结果的表示式为：
Figure 886399DEST_PATH_IMAGE012
（4）；
其中：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
分别为项目现场单历元结果的拟合系数，
Figure 151027DEST_PATH_IMAGE014
为第i个现场单历元结果，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为第i个结果的时间，拟合系数
Figure 386836DEST_PATH_IMAGE013
分别采用最小二乘法求得。
优选的，所述步骤①中现场单历元拟合结果的表达式为：
Figure 600780DEST_PATH_IMAGE016
（5）；
其中：
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为现场单历元的第i个拟合结果。
优选的，所述步骤①中人工单历元拟合结果的表达式如下：
Figure 896632DEST_PATH_IMAGE018
（6）；
其中：
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为人工单历元的第i个拟合结果。
优选的，所述步骤①中现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果的相关系数表达式为：
Figure 789501DEST_PATH_IMAGE020
（7）；
其中：n为单历元结果的个数，
Figure 360160DEST_PATH_IMAGE017
为人工单历元的第i个拟合结果，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
为人工单历元拟合结果的平均值，
Figure 133337DEST_PATH_IMAGE022
为现场单历元的第i个拟合结果，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
为现场单历元拟合结果的平均值。
优选的，判断是否发出人工预警的具体方法如下：
若
Figure DEST_PATH_IMAGE025
，则表示现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果的相关系数强，说明现场单历元结果正确、现场监测项目发生移动，则发出人工预警；
若
Figure DEST_PATH_IMAGE027
，则表示现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果的相关系数弱，需要根据现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果进一步验证监测项目是否发生位移。
优选的，所述对现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果进行进一步验证监测项目是否发生位移的具体方法如下：
利用精密星历对北斗原始数据进行整体解算，得到人工后处理结果；
将人工后处理结果与历史后处理结果进行对比，若人工后处理结果与历史后处理结果平均值的差值大于3倍中误差，则认为发生位移。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明中基准站和监测站通过Lora无线通讯模块进行数据通讯，基准站中的数据分析模块能够根据雨量传感器数据智能调控北斗监测结果分析参数，动态调整结果时间间隔以及自动发出监测预警，从而达到节省电量、自动化监测的效果。
（2）本发明的边缘解算及预警系统将北斗数据的解算、分析、预警放在基准站接收机中完成，每个项目现场仅基准站接收机中内置4G通讯模块，节省成本以及电量，中间解算结果不保存，仅将最终解算结果直接发送服务器，减轻服务器压力。
（3）本发明中基准站接收机的数据解算分为单历元解算和后处理解算，能够同时根据单历元解算结果和后处理解算结果判断监测物的位移情况。
（4）本发明中基准站和监测站的北斗板卡采用低功耗板卡，能够将接收到的卫星数据缓存在接收机的CPU中，CPU根据设定的数据缓存时间定时唤醒Lora设备传输数据，节省电量。
（5）本发明中将北斗数据和雨量数据结合作为调整数据缓存时间和采样频率的依据，动态数据调整缓存时间和采样频率，能够提高系统反应性能力。
（6）本发明在判断现场监测物可能发生位移时，能够在现场发出，将单历元结果和后处理结果同时发送自动预警信号，当数据中心人员判断监测物发生位移时，发送人工预警信号，控制预警装置进行预警。
（7）本发明能够根据现场解算数据和雨量数据动态调整接收机的数据缓存时间和采样间隔，提高监测设备的反应能力。
（8）本发明能够实现监测站数据的自动解算，解算中间结果无需保存，仅将最终结果发送服务器保存，流量消耗很小，在信号较差的地区也可以进行结果传输。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的结构框架图；
图2是本发明中数据解算流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点等能够更加明确易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精确比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施；本发明中所提及的若干，并非限于附图实例中具体数量；本发明中所提及的‘前’‘中’‘后’‘左’‘右’‘上’‘下’‘顶部’‘底部’‘中部’等指示的方位或位置关系，均基于本发明附图所示的方位或位置关系，而不指示或暗示所指的装置或零部件必须具有特定的方位，亦不能理解为对本发明的限制。
本实施例：
参见图1所示，一种基于北斗的预警系统，包括监测站、基准站和数据中心；所述监测站包括监测接收机，监测接收机用于接收和缓存北斗卫星的数据；所述基准站包括基准接收机、雨量传感器、通讯装置和预警装置，基准接收机用于将雨量传感器所检测到的数据和由监测接收机所传送的数据进行接收与解算，雨量传感器用于检测雨量数据，通讯装置用于将雨量传感器和预警装置与基准接收机连接，预警装置用于实施预警；所述数据中心与基准站连接，用于对数据进行存储和展示。
优选的，所述监测接收机包括第一北斗板卡、第一处理器和第一Lora通讯模块，第一北斗板卡接收北斗卫星的数据，并传送至第一处理器中进行缓存，并通过第一Lora通讯模块将缓存的数据传送至基准接收机内。
优选的，所述基准接收机包括第二北斗板卡、第二处理器和第二Lora通讯模块，第二Lora通讯模块通过与第一Lora通讯模块连接，以将监测接收机所传送的数据进行接收并传送至第二北斗板卡内，第二北斗板卡将所接收到的数据传送至第二处理器中进行解算。
优选的，所述预警装置包括声音预警机构和光学预警机构。
优选的，所述监测站和基准站还均设有用于供电的供电模块，所述供电模块包括太阳能光伏板和蓄电池，太阳能光伏板通过接收太阳能进行发电，并将电能传送至蓄电池内进行存储；蓄电池与监测站、基准站、预警装置和雨量传感器分别连接，以为监测站、基准站、预警装置和雨量传感器提供电能。
优选的，所述监测站设有若干个。
一种基于北斗的预警方法，具体步骤如下：
步骤一、安装N个监测站（具体的：根据基准站第二处理器的处理能力以及第一Lora通讯模块与第二Lora通讯模块之间传输数据的速度，将监测站的数量设置为1-20个，具体项目中监测站个数需技术人员根据现场情况确定）和一个基准站，并将N个监测接收机接收数据的方式设置成每间隔S（1-30秒）时间接收一次、接收到的数据缓存时间设置为T（30分钟-2小时）。
步骤二、N个监测接收机分别接收北斗卫星的原始数据，并通过N个监测接收机中的第一处理器对每一历元的北斗原始数据进行缓存。
步骤三、当各个监测接收机中的第一处理器中缓存的第一条北斗原始数据与最后一条北斗原始数据的时间差为T时，则由第一处理器发出唤醒指令，唤醒第一Lora通讯模块将各个监测接收机中的北斗原始数据传送至基准接收机中，同时各个监测接收机缓存中的该段北斗原始数据进行清空处理，并重新开始新的北斗原始数据的缓存。
步骤四、基准接收机在接收由各个监测接收机传送的北斗原始数据的同时，同时采集雨量传感器所检测得到的数据，并将各个监测接收机的北斗原始数据与基准接收机的北斗原始数据分别进行单历元解算和后处理解算，得到m（m=T*3600/S）个单历元位移结果和一个后处理结果。
步骤五、对m个单历元结果、一个后处理结果和雨量传感器所检测到的数据采用平均间隙法进行判断有无位移；
当没有发生位移时，通过通讯装置将后处理结果发送至数据中心进行保存，并将m个单历元结果丢弃；
当判断结果为发生了位移时，由基准接收机向预警装置发送自动预警信号，并通过通讯装置将m个单历元结果、一个后处理结果和北斗原始数据同时发送至数据中心以标注为预警数据的方式进行保存（在数据传送至数据中心的过程中，当通讯装置信号较差从而无法传输数据时，将结果数据缓存在第二北斗板卡中，待通讯装置的信号好时，再将数据通过通讯装置传送至数据中心）。
步骤六、数据中心值班人员收到预警数据后对单历元结果、后处理结果和监测物现场状态进行分析，判断是否发出人工预警，若发出人工预警，则数据中心通过通讯装置向预警装置发送出预警信号，预警装置进行声光报警。
优选的，所述步骤五中对m个单历元结果和一个后处理结果进行判断，当有发生位移时，对数据缓存时间调整的表达式如下：
Figure 784112DEST_PATH_IMAGE001
（1）
对m个单历元结果和一个后处理结果进行判断，当有发生位移时，对数据采样频率调整的表达式如下：
Figure 364610DEST_PATH_IMAGE002
（2）
对雨量传感器的数据进行判断，当雨量传感器的监测数据大于0时，对数据缓存时间调整的表达式如下：
Figure 971916DEST_PATH_IMAGE003
（3）
其中：
Figure 19506DEST_PATH_IMAGE004
为调整后的数据缓存时间（最小为10分钟），
Figure 922740DEST_PATH_IMAGE005
为默认的数据缓存时间，
Figure 196727DEST_PATH_IMAGE006
为平均间隙法检测到的位移量，
Figure 207775DEST_PATH_IMAGE007
为位移阈值（一般取5cm），
Figure 313134DEST_PATH_IMAGE008
为调整后的数据采样间隔（最小为1秒），
Figure 121690DEST_PATH_IMAGE009
为默认的采样间隔，
Figure 882973DEST_PATH_IMAGE010
为雨量传感器监测值，
Figure 5650DEST_PATH_IMAGE011
为雨量阈值（默认取1cm）。
优选的，对m个单历元结果、一个后处理结果和监测物现场状态分析的具体步骤如下：
步骤①、数据中心值班人员对收到的北斗原始数据进行北斗高精度单历元基线解算，得到北斗高精度单历元基线解算结果；
步骤②、利用一元三次方程分别拟合项目现场单历元结果和北斗高精度单历元基线解算结果，得到现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果，并根据现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果的相关系数r来判断是否发出人工预警。
优选的，项目现场单历元结果的表示式为：
Figure 293411DEST_PATH_IMAGE012
（4）
其中：
Figure 148235DEST_PATH_IMAGE013
分别为项目现场单历元结果的拟合系数，
Figure 787027DEST_PATH_IMAGE014
为第i个现场单历元结果，
Figure 916657DEST_PATH_IMAGE015
为第i个结果的时间，拟合系数
Figure 58925DEST_PATH_IMAGE013
分别采用最小二乘法求得。
优选的，现场单历元拟合结果的表达式为：
Figure 615808DEST_PATH_IMAGE016
（5）
其中：
Figure 210738DEST_PATH_IMAGE017
为现场单历元的第i个拟合结果。
优选的，人工单历元拟合结果的表达式如下：
Figure 144059DEST_PATH_IMAGE018
（6）
其中：
Figure 875254DEST_PATH_IMAGE019
为人工单历元的第i个拟合结果。
优选的，现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果的相关系数表达式为：
Figure 603039DEST_PATH_IMAGE020
（7）
其中：n为单历元结果的个数，
Figure 622948DEST_PATH_IMAGE017
为人工单历元的第i个拟合结果，
Figure 753102DEST_PATH_IMAGE021
为人工单历元拟合结果的平均值，
Figure 745329DEST_PATH_IMAGE022
为现场单历元的第i个拟合结果，
Figure 440752DEST_PATH_IMAGE023
为现场单历元拟合结果的平均值。
优选的，所述判断是否发出人工预警的具体方法如下：
若
Figure DEST_PATH_IMAGE025A
，则表示现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果的相关系数强，说明现场单历元结果正确、现场监测项目发生移动，则发出人工预警；
若
Figure DEST_PATH_IMAGE027A
，则表示现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果的相关系数弱，需要根据现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果进一步验证监测项目是否发生位移。
优选的，对现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果进行进一步验证监测项目是否发生位移的具体方法如下：
利用精密星历对北斗原始数据进行整体解算，得到人工后处理结果；
将人工后处理结果与历史后处理结果进行对比，若人工后处理结果与历史后处理结果平均值的差值大于3倍中误差，则认为发生位移。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于北斗的预警方法，其特征在于，采用了一种基于北斗的预警系统，所述预警系统包括监测站、基准站和数据中心；
所述监测站包括监测接收机，监测接收机用于接收和缓存北斗卫星的数据，且所述监测接收机包括第一北斗板卡、第一处理器和第一Lora通讯模块，第一北斗板卡接收北斗卫星的数据，并传送至第一处理器中进行缓存，并通过第一Lora通讯模块将缓存的数据传送至基准接收机内；
所述基准站包括基准接收机、雨量传感器、通讯装置和预警装置，基准接收机用于将雨量传感器所检测到的数据和由监测接收机所传送的数据进行接收与解算，且所述基准接收机包括第二北斗板卡、第二处理器和第二Lora通讯模块，第二Lora通讯模块通过与第一Lora通讯模块连接，以将监测接收机所传送的数据进行接收并传送至第二北斗板卡内，第二北斗板卡将所接收到的数据传送至第二处理器中进行解算；
雨量传感器用于检测雨量数据，通讯装置用于将雨量传感器和预警装置与基准接收机连接，预警装置用于实施预警；
所述预警装置包括声音预警机构和光学预警机构；
所述数据中心与基准站连接，用于对数据进行存储和展示；
具体步骤如下：
步骤一、安装N个监测站和一个基准站，并将N个监测接收机接收数据的方式设置成每间隔S时间接收一次、接收到的数据缓存时间设置为T；
步骤二、N个监测接收机分别接收北斗卫星的原始数据，并通过N个监测接收机中的第一处理器对每一历元的北斗原始数据进行缓存；
步骤三、当各个监测接收机中的第一处理器中缓存的第一条北斗原始数据与最后一条北斗原始数据的时间差为T时，则由第一处理器发出唤醒指令，唤醒第一Lora通讯模块将各个监测接收机中的北斗原始数据传送至基准接收机中，同时各个监测接收机缓存中的该段北斗原始数据进行清空处理，并重新开始新的北斗原始数据的缓存；
步骤四、基准接收机在接收由各个监测接收机传送的北斗原始数据的同时，同时采集雨量传感器所检测得到的数据，并将各个监测接收机的北斗原始数据与基准接收机的北斗原始数据分别进行单历元解算和后处理解算，得到m个单历元位移结果和一个后处理结果，其中m＝T*3600/S；
步骤五、对m个单历元结果、一个后处理结果和雨量传感器所检测到的数据采用平均间隙法判断有无位移；当没有发生位移时，通过通讯装置将后处理结果发送至数据中心进行保存，并将m个单历元结果丢弃；当判断结果为发生了位移时，由基准接收机向预警装置发送自动预警信号，并通过通讯装置将单历元结果、后处理结果和北斗原始数据同时发送至数据中心以标注为预警数据的方式进行保存，且当判断结果发生了位移时，对数据缓存时间调整的表达式如下：
Figure FDA0003255221710000021
对m个单历元结果和一个后处理结果进行判断，当有发生位移时，对数据采样频率调整的表达式如下：
Figure FDA0003255221710000022
对雨量传感器的数据进行判断，当雨量传感器的监测数据大于0时，对数据缓存时间调整的表达式如下：
Figure FDA0003255221710000023
其中：t′为调整后的数据缓存时间，t为默认的数据缓存时间，d为平均间隙法检测到的位移量，D为位移阈值，S′为调整后的数据采样间隔，s为默认的采样间隔，l为雨量传感器监测值，L为雨量阈值；
步骤六、数据中心值班人员收到预警数据后对m个单历元结果、一个后处理结果和监测物现场状态进行分析，判断是否发出人工预警，若发出人工预警，则数据中心通过通讯装置向预警装置发送出预警信号，预警装置进行声光报警。
2.根据权利要求1所述的预警方法，其特征在于，所述步骤一中接收数据的间隔时间S设置为1秒-30秒；
所述数据缓存时间T设置为10分钟-2小时。
3.根据权利要求1所述的预警方法，其特征在于，所述步骤六中对m个单历元结果和一个后处理结果和监测物现场状态分析的具体步骤如下：
步骤①、数据中心值班人员对收到的北斗原始数据进行北斗高精度单历元基线解算，得到北斗高精度单历元基线解算结果；
步骤②、利用一元三次方程分别拟合项目现场单历元结果和北斗高精度单历元基线解算结果，得到现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果，并根据现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果的相关系数r来判断是否发出人工预警。
4.根据权利要求3所述的预警方法，其特征在于，所述步骤①中项目现场单历元结果的表示式为：
Figure FDA0003255221710000031
其中：a1、b1、e1、m1分别为项目现场单历元结果的拟合系数，yi为第i个现场单历元结果，xi为第i个结果的时间，拟合系数a1、b1、e1、m1分别采用最小二乘法求得；
现场单历元拟合结果的表达式为：
Figure FDA0003255221710000032
其中：ci为现场单历元的第i个拟合结果；
人工单历元拟合结果的表达式如下：
Figure FDA0003255221710000033
其中：di为人工单历元的第i个拟合结果；
现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果的相关系数表达式为：
Figure FDA0003255221710000041
其中：n为单历元结果的个数，ci为人工单历元的第i个拟合结果，
Figure FDA0003255221710000042
为人工单历元拟合结果的平均值，di为现场单历元的第i个拟合结果，
Figure FDA0003255221710000043
为现场单历元拟合结果的平均值。
5.根据权利要求4所述的预警方法，其特征在于，判断是否发出人工预警的具体方法如下：
若r≥0.8，则表示现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果的相关系数强，说明现场单历元结果正确、现场监测项目发生移动，则发出人工预警；
若r＜0.8，则表示现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果的相关系数弱，需要根据现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果进一步验证监测项目是否发生位移。
6.根据权利要求5所述的预警方法，其特征在于，所述对现场单历元拟合结果和人工单历元拟合结果进行进一步验证监测项目是否发生位移的具体方法如下：
利用精密星历对北斗原始数据进行整体解算，得到人工后处理结果；
将人工后处理结果与历史后处理结果进行对比，若人工后处理结果与历史后处理结果平均值的差值大于3倍中误差，则认为发生位移。
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Granted publication date: 20211026

Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Changsha Wangcheng District sub branch

Pledgor: Hunan Lianzhi Technology Co.,Ltd.

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