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专利号: 2024104379190
申请人: 苏州科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种塔筒法兰测平系统,其特征在于,包括安装于法兰圆盘载体上的数据采集模块,和安装于地面或者船上的数据解算模块,所述数据采集模块和数据解算模块通过WI‑FI信号连接,所述数据采集模块包括多个北斗/GNSS模块、数据存储模块、电源模块和WI‑FI通信模块;多个所述北斗/GNSS模块分布于所述法兰圆盘载体上,用于采集天线信号,所述数据存储模块用于接收所述天线信号并经所述WI‑FI通信模块传递至所述数据解算模块,所述电源模块用于为所述北斗/GNSS模块和WI‑FI通信模块供电;

所述数据解算模块采用多基线联合解算方法,进行附有限制条件的间接平差,解算出高精度定位结果,再基于多点高差的平整度算法,结合平面最小二乘法拟合得出法兰盘水平度;

所述结合平面最小二乘法拟合得出法兰盘水平度的方法包括:步骤41:选取其中一个观测点作为固定点,将其余观测点的三维坐标作为未知参数,根据最小二乘原理进行平差计算;

步骤42:解算出其余观测点的坐标改正数,坐标改正数与初始的坐标近似值相加得到网平差后的站点坐标;

步骤43:将站点坐标纳入局部坐标系统;

步骤44:将多个观测点的三维局部坐标作为观测量,同时考虑平面位置和高程的误差,利用其精度信息进行定权,根据整体最小二乘原理,估计其所在平面方程的系数,得到基于多点高差的平整度算法;

步骤45:计算出观测点所形成的载体平面与水平面的倾斜程度。

2.如权利要求1所述的塔筒法兰测平系统,其特征在于,所述北斗/GNSS模块包括若干个接收天线,所述接收天线均匀分布于所述法兰圆盘载体的外边界,各个接收天线之间的空间距离通过激光测距仪测定。

3.一种塔筒法兰测平方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:法兰圆盘载体上安装多个接收天线,建立多个观测点,并组成基线网;

步骤2:对原始载波相位观测值进行观测点间卫星间求差,建立载波相位双差观测方程;

步骤3:基于单基线模式利用载波相位观测值解算观测点间的整周模糊度参数;

步骤4:利用多基线模式进行联合坐标的解算,并引入基线长度为约束条件,通过最小二乘法估计解算定位结果;

所述通过最小二乘估计解算定位结果包括:

步骤41:选取其中一个观测点作为固定点,将其余观测点的三维坐标作为未知参数,根据最小二乘原理进行平差计算;

步骤42:解算出其余观测点的坐标改正数,坐标改正数与初始的坐标近似值相加得到网平差后的站点坐标;

步骤43:将站点坐标纳入局部坐标系统;

步骤44:将多个观测点的三维局部坐标作为观测量,同时考虑平面位置和高程的误差,利用其精度信息进行定权,根据整体最小二乘原理,估计其所在平面方程的系数,得到基于多点高差的平整度算法;

步骤45:计算出观测点所形成的载体平面与水平面的倾斜程度。

4.如权利要求3所述的塔筒法兰测平方法,其特征在于,步骤2中,所述载波相位双差观测方程为:其中,Δ▽为双差运算符,为原始载波相位观测值,下标i,j为接收天线编号,上标p,q为卫星编号,N为整周模糊度,ε为载波相位噪声,λ为载波波长,ρ为该历元的卫星至接收天线的几何距离。

5.如权利要求4所述的塔筒法兰测平方法,其特征在于,步骤3中,采用修复周跳、剔除粗差后的载波相位观测值进行基线向量的解算,求得基线向量及整周模糊度参数;再采用LAMBDA算法将整周模糊度固定为整数。

6.如权利要求5所述的塔筒法兰测平方法,其特征在于,步骤3还包括:将浮点解及其方差协方差矩阵进行搜索,并通过Ratio检验和成功率检验确定模糊度固定结果。

7.如权利要求6所述的塔筒法兰测平方法,其特征在于,步骤4中,多基线模式中的双差观测方程表示为:其中, 分别表示观测点坐标3个改正数;l、m、n分别为3个坐标方向上的方向余弦;L为常数项。

8.如权利要求7所述的塔筒法兰测平方法,其特征在于,多基线模式中的双差观测方程的误差的计算方法为:先形成观测方程的系数矩阵,再利用协方差传播定律得到误差方程的协方差矩阵,通过求逆得到权阵。

9.如权利要求8所述的塔筒法兰测平方法,其特征在于,基线长度约束条件公式为:其中,i,j为基线网中的两个观测点,S为基线边长;

得到约束方程:

C1X+W1=0,

式中,