一、成果背景
随着我国大型基建(如大坝、桥梁、高层建筑)的快速发展以及地质灾害防治需求的不断提升,结构形变的安全预警日益迫切。传统监测手段往往受气候环境制约大、自动化程度低,且多为相对测量,难以满足现代防灾减灾对实时、高精度数据的要求。在此背景下,“高精度北斗/GNSS绝对位移监测系统”应运而生。“时空智能感知与协同导航”陕西高校青年创新团队、智能时空信息技术创新团队、导航与通信一体化团队依托我国自主建设的北斗卫星导航系统,攻克复杂环境高精度解算难题,实现了全天候、全自动、毫米级的三维绝对位移实时监测,为工程安全健康把脉与地灾早期预警提供了关键技术支撑。

图1. 高精度北斗/GNSS绝对位移监测系统
二、成果简介
高精度北斗/GNSS绝对位移监测系统采用PPP+RTK融合的方案。在监测区域附近基岩上布置1个或多个基准站(点),同时在监测区内布置若干个监测站(点),基准站(点)和监测站(点)均接收北斗/GNSS卫星信号,通过解调、解扩和解码处理获得观测数据,经通信网络将观测数据传送至数据中心或汇聚节点,采用高精度定位算法在后台完成解算,实现全自动地表绝对位移监测。该成果获得2023年陕西省北斗创新创业大赛省二等奖。

图2. 高精度北斗/GNSS绝对位移监测系统成果实物图

图3. 高精度北斗/GNSS绝对位移监测系统成果实物图

图4. 陕西省北斗创新创业大赛省二等奖
系统功能与性能指标如下:
★ 支持北斗B1,B2,B3(含BDS-3信号)频点信号的接收;
★ 支持GPS,Galileo,GLONSS等导航系统信号的接收;
★ 内嵌RTK数据处理算法;
★ 支持多基线并发处理;
★ 使用内嵌精密单点定位(PPP)算法,校准基准站的绝对位置;
★ 基准站位置监测精度优于5cm;
★ 支持4G,5G等通信手段,实时数据传输;
★ 支持WiFi、LoRa以及北斗短报文等无线传输手段;
★ 流动站动态监测精度1~2厘米,静态监测精度3毫米。
三、技术亮点
该系统采用PPP与RTK结合的精密定位策略,兼顾绝对定位能力与相对高精度优势,构建高可靠位移监测框架。通过在稳定基岩布设基准站并联合监测站组网,实现区域一体化协同解算;利用多系统多频观测与精密轨道钟差改正,提高定位精度与收敛效率。系统支持观测数据实时采集、节点汇集、多手段回传至云端集中处理,结合稳健估计与误差建模技术,有效抑制多路径及环境干扰,实现毫米至厘米级连续位移监测。同时具备自动化运行、高扩展性与全天候监测能力,适用于复杂环境下的长期稳定监测。
四、市场前景
随着低空经济、智慧城市、智慧农业、新型基础设施建设及防灾减灾需求的持续提升,高精度北斗/GNSS绝对位移监测系统在低空、桥梁、大坝、边坡、精密农业与地震监测等领域具备广阔应用前景。其低成本、全天候和高精度优势,将推动传统监测手段升级,市场需求持续增长,具备良好的产业化与规模化应用潜力。
五、核心知识产权
一种基于边缘计算的GNSS绝对位移实时监测装置
六、技术成熟度
○概念验证 ○原理样机 ●工程样机 ○中试 ○产业化
七、意向合作方式
○联合研发 ○技术入股 ○转让 ○授权(许可) ●面议
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