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)系國家安全，也是一個對廣大民眾有重大影響的朝陽產(chǎn)業(yè)。當前，世界主要大國和經(jīng)濟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)在過去十幾年中經(jīng)歷了高速發(fā)展，但是和未來相比，這個產(chǎn)業(yè)還只是剛剛起步，市場前景極其廣闊。目前除了美國的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和我國的BD系統(tǒng)也加入了GNSS，日本、印度等國家也正在計劃實施自己的GNSS系統(tǒng)。

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

但同時在精密導(dǎo)航定位的應(yīng)用場景中，客戶端需要實時傳送自身的衛(wèi)星信號觀測量到服務(wù)端或者實時接收服務(wù)端下發(fā)的衛(wèi)星信號改正參數(shù)?，F(xiàn)有的解決方案都是：如果在有公網(wǎng)信號覆蓋的區(qū)域，通過使用GPRS/3G/4G解決，在無信號的區(qū)域，通過電臺、無線AP中繼解決，在野外監(jiān)測類應(yīng)用中，甚至要挖地溝埋光纖和供電電纜，由此都帶來施工周期長、通信硬件成本高、持續(xù)產(chǎn)生使用費用、數(shù)據(jù)泄露、擴展接入終端困難的諸多問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

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

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

所述LORA基站，為若干個，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)測端設(shè)備上傳的原始觀測數(shù)據(jù)，采用雙差解算模式，在優(yōu)化載波相位差分數(shù)據(jù)處理方法的基礎(chǔ)上，同時處理基準站和監(jiān)測端設(shè)備載波的相位數(shù)據(jù)，得到精確的監(jiān)測點相對于基準站的形變量；

所述云平臺，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)測系統(tǒng)，該方法包括：

監(jiān)測端設(shè)備運作流程：設(shè)備開始運行后，從存儲介質(zhì)中讀取整機的配置參數(shù)，首先配置導(dǎo)航信息單元，獲取衛(wèi)星的時間參數(shù)，對整機的RTC進行校時，成功后則開始配置LORA收發(fā)模塊，接著通過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，即可開始進行導(dǎo)航信息單元的數(shù)據(jù)采集，否則延時一段時間繼續(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)，則啟動保存數(shù)據(jù)線程進行處理；存在一個專門檢測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LORA的速率和頻率做出調(diào)整策略；

服務(wù)器端運作流程：考慮到監(jiān)測端是長連接的實時數(shù)據(jù)流，在服務(wù)端前端增加了一個連接負載均衡處理模塊，減輕某個連接的壓力；監(jiān)測端傳送上來的數(shù)據(jù)首先會進行數(shù)據(jù)校驗，合格后才會根據(jù)約定的協(xié)議進行解碼，待正確解碼出衛(wèi)星的原始觀測量后送入算法模塊進行基線計算，經(jīng)過坐標轉(zhuǎn)換和誤差處理就得到了監(jiān)測點的點位信息，并實時存入數(shù)據(jù)庫保存，該點位信息即做為監(jiān)測點的變形判斷依據(jù)，變形預(yù)測數(shù)學模型根據(jù)點位信息預(yù)測出未來幾個月被監(jiān)測體的變形趨勢。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過本發(fā)明，可以極大減少變形監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)和部署周期，可以提高監(jiān)測端數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性，同時加強了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕c現(xiàn)有一些解決方案不同，本系統(tǒng)不會讓客戶產(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)明就是通過使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)LORA并結(jié)合云平臺來實現(xiàn)高精度定位的系統(tǒng)。

【附圖說明】

下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。

圖2是本發(fā)明的監(jiān)測設(shè)備端運作流程框圖。

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)器端運作流程框圖。

【具體實施方式】

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

所述監(jiān)測端設(shè)備，安裝有能接收導(dǎo)航信息和原始觀測數(shù)據(jù)的導(dǎo)航信息單元、LORA收發(fā)模塊、太陽能電池板、和蓄電池；監(jiān)測端設(shè)備啟動后，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)測端設(shè)備首先通過LORA模塊往服務(wù)器端發(fā)送設(shè)備的登錄信息，服務(wù)器正確識別后回送允許登錄信息，此時，監(jiān)測端設(shè)備就開始往服務(wù)端實時發(fā)送導(dǎo)航信息單元的原始觀測數(shù)據(jù)；

所述LORA基站，為若干個，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)測端設(shè)備上傳的原始觀測數(shù)據(jù)，采用雙差解算模式，在優(yōu)化載波相位差分數(shù)據(jù)處理方法的基礎(chǔ)上，同時處理基準站和監(jiān)測端設(shè)備載波的相位數(shù)據(jù)，得到精確的監(jiān)測點相對于基準站的形變量；

所述云平臺，包括數(shù)據(jù)處理、分析、管理單元。系統(tǒng)管理中心實現(xiàn)基準站管理、數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)運行監(jiān)控、信息上傳、網(wǎng)絡(luò)管理、用戶管理等所有設(shè)計功能。監(jiān)控中心是整個系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，負責檢測信息的處理，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)測模型，讓管理人員在第一時間內(nèi)了解、掌握有關(guān)災(zāi)害體的形變動態(tài)和發(fā)展趨勢，進而做預(yù)案決策。

請參閱圖2至圖4所示，一種基于LORA的實現(xiàn)高精度定位的變形監(jiān)測方法，該方法基于如上述的一種基于LORA的實現(xiàn)高精度定位的變形監(jiān)測系統(tǒng)，該方法包括：

監(jiān)測端設(shè)備運作流程：設(shè)備開始運行后，從存儲介質(zhì)中讀取整機的配置參數(shù)，首先配置導(dǎo)航信息單元，獲取衛(wèi)星的時間參數(shù)，對整機的RTC進行校時，成功后則開始配置LORA收發(fā)模塊，接著通過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，即可開始進行導(dǎo)航信息單元的數(shù)據(jù)采集，否則延時一段時間繼續(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)，則啟動保存數(shù)據(jù)線程進行處理；存在一個專門檢測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LORA的速率和頻率做出調(diào)整策略；

服務(wù)器端運作流程：考慮到監(jiān)測端是長連接的實時數(shù)據(jù)流，在服務(wù)端前端增加了一個連接負載均衡處理模塊，減輕某個連接的壓力；監(jiān)測端傳送上來的數(shù)據(jù)首先會進行數(shù)據(jù)校驗，合格后才會根據(jù)約定的協(xié)議進行解碼，待正確解碼出衛(wèi)星的原始觀測量后送入算法模塊進行基線計算，經(jīng)過坐標轉(zhuǎn)換和誤差處理就得到了監(jiān)測點的點位信息，并實時存入數(shù)據(jù)庫保存，該點位信息即做為監(jiān)測點的變形判斷依據(jù)，變形預(yù)測數(shù)學模型根據(jù)點位信息預(yù)測出未來幾個月被監(jiān)測體的變形趨勢。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過本發(fā)明，可以極大減少變形監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)和部署周期，可以提高監(jiān)測端數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性，同時加強了數(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)明就是通過使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)LORA并結(jié)合云平臺來實現(xiàn)高精度定位的系統(tǒng)。

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