地铁保护区变形监测的方法、系统、电子设备和存储介质与流程

1.本技术属于导航定位领域，尤其涉及地铁保护区变形监测的方法、系统、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.随着我国城市化进程不断加快，我国各大城市地铁项目的建设日益增多，且因其具有便利性、高效性、安全性和地上空间的使用量较少，已经成为解决大城市交通拥堵的不二选择。在地铁施工和运营过程中，地铁保护区的安全问题一直备受关注，如何智能、高效的实现地铁保护区自动化安全监测成为亟需解决的问题。gnss（global navigation satellite system，全球导航卫星系统）长期以来以其全天候、高精度、大范围、易于实现自动化等优点，成为变形监测领域一项重要的技术手段，获得了迅速的发展和广泛的应用，特别是在板块运动、地表沉降，大坝自动化监测、陆海垂直运动监测、滑坡监测等方面，获得了令人满意的结果和精度，为管理和决策提供了重要的依据。
3.但现有与gnss相关的卫星信号在传输过程中容易受到影响，进而影响监测效果。


技术实现要素：

4.本发明实施例的主要目的在于提供地铁保护区变形监测的方法、系统、电子设备和存储介质，使得监测卫星通过gnss采集形变的相关数据时，过滤了云雾层对卫星信号的影响，使采集的数据更准确。
5.第一方面，提供了地铁保护区变形监测的方法，所述方法包括：接收监测卫星发送的对待监测地铁保护区的gnss监测信号；通过卡尔曼滤波对将所述gnss监测信号滤波为第一gnss监测信号；通过预设的云雾层滤波算法将所述第一gnss监测信号处理为第二监测信号；将所述第二监测信号与预设的地铁保护区规格阈值进行比较，如果所述第二监测信号超过所述地铁保护区规格阈值，则所述地铁保护区发生形变。
6.在一个可能的实现方式中，所述卡尔曼滤波的对象包括：多普勒效应引起的误差、多径效应误差、通道误差、卫星钟误差、星历误差。
7.在另一个可能的实现方式中，所述通过预设的云雾层滤波算法将所述第一gnss监测信号处理为第二gnss监测信号，包括：根据云雾密度获取云雾等级vm；根据预设的云雾衰减公式获取云雾对所述监测卫星的卫星信号的衰减强度：，所述dm为衰减强度；根据所述衰减强度获取所述监测卫星的卫星信号的实际强度：d=d
n-dm，所述d为所述传感器接收的卫星信号的实际强度，所述dn为所述监测卫星的卫星信号的初始强度；根据所述实际强度d将第一gnss监测信号处理为第二gnss监测信号。
8.第二方面，提供了一种地铁保护区变形监测的系统，所述系统包括：监测信号接收模块，用于接收监测卫星发送的对待监测地铁保护区的gnss监测信号；滤波模块，用于通过卡尔曼滤波对将所述gnss监测信号滤波为第一gnss监测信号；处理模块，用于通过预设的云雾层滤波算法将所述第一gnss监测信号处理为第二监测信号；判断模块，用于将所述第二监测信号与预设的地铁保护区规格阈值进行比较，如果所述第二监测信号超过所述地铁保护区规格阈值，则所述地铁保护区发生形变。
9.在一个可能的实现方式中，所述卡尔曼滤波的对象包括：多普勒效应引起的误差、多径效应误差、通道误差、卫星钟误差、星历误差。
10.在另一个可能的实现方式中，所述处理模块，包括：云雾等级获取单元，用于根据云雾密度获取云雾等级vm；衰减强度获取单元，用于根据预设的云雾衰减公式获取云雾对所述监测卫星的卫星信号的衰减强度：，所述dm为衰减强度；实际强度获取单元，用于根据所述衰减强度获取所述监测卫星的卫星信号的实际强度：d=d
n-dm，所述d为所述传感器接收的卫星信号的实际强度，所述dn为所述监测卫星的卫星信号的初始强度；处理单元，用于根据所述实际强度d将第一gnss监测信号处理为第二gnss监测信号。
11.第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如第一方面提供的地铁保护区变形监测的方法。
12.第四方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面提供的地铁保护区变形监测的方法。
附图说明
13.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对本技术实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
14.图1为本发明一个实施例提供的地铁保护区变形监测的方法的流程图；图2为本发明再一个实施例提供的地铁保护区变形监测的方法的流程图；图3为本发明一个实施例提供的地铁保护区变形监测的系统的结构图；图4为本发明再一个实施例提供的地铁保护区变形监测的系统的结构图；图5为本发明一种电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
15.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本发明的限制。
16.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称模块被“连接”或“耦接”到另一模块时，它可以直接连接或耦接到其他模块，或者也可以存在中间模块。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一模块和全部组合。
17.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实现方式作进一步地详细描述。
18.下面以具体地实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如和解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本技术的实施例进行描述。
19.如图1所示为本发明一个实施例提供的地铁保护区变形监测的方法的流程图，所述方法包括：步骤101，接收监测卫星发送的对待监测地铁保护区的gnss监测信号；步骤102，通过卡尔曼滤波对将所述gnss监测信号滤波为第一gnss监测信号；步骤103，通过预设的云雾层滤波算法将所述第一gnss监测信号处理为第二监测信号；步骤104，将所述第二监测信号与预设的地铁保护区规格阈值进行比较，如果所述第二监测信号超过所述地铁保护区规格阈值，则所述地铁保护区发生形变。
20.在本发明实施例中，安装于地铁保护区不同位置的传感器与监测卫星建立通信关系，在开始地铁保护区变形监测时，监测卫星通过与传感器的通信获取与地铁保护区形变相关的gnss监测信号。对于gnss监测信号首先通过卡尔曼滤波进行初步处理，即将gnss监测信号滤波为第一gnss监测信号。而由于云雾层是影响卫星信号的主要因素，因此需要通过预设的云雾层滤波算法将第一gnss监测信号滤波为第二监测信号。
21.其中，所述卡尔曼滤波的对象包括但不限于：多普勒效应引起的误差、多径效应误差、通道误差、卫星钟误差、星历误差。
22.本发明实施例，接收监测卫星发送的对待监测地铁保护区的gnss监测信号；通过卡尔曼滤波对将所述gnss监测信号滤波为第一gnss监测信号；通过预设的云雾层滤波算法将所述第一gnss监测信号滤波为第二监测信号；将所述第二监测信号与预设的地铁保护区规格阈值进行比较，如果所述第二监测信号超过所述地铁保护区规格阈值，则所述地铁保护区发生形变。使得监测卫星通过gnss采集形变的相关数据时，过滤了云雾层对卫星信号的影响，使采集的数据更准确。
23.如图2所示为本发明再一个实施例提供的地铁保护区变形监测的方法的流程图，所述通过预设的云雾层滤波算法将所述第一gnss监测信号处理为第二gnss监测信号，包括：步骤201，根据云雾密度获取云雾等级vm；步骤202，根据预设的云雾衰减公式获取云雾对所述监测卫星的卫星信号的衰减
强度：，所述dm为衰减强度；步骤203，根据所述衰减强度获取所述监测卫星的卫星信号的实际强度：d=d
n-dm，所述d为所述传感器接收的卫星信号的实际强度，所述dn为所述监测卫星的卫星信号的初始强度；步骤204，根据所述实际强度d将第一gnss监测信号处理为第二gnss监测信号。
24.在本发明实施例中，对于云雾密度可根据国际公用的云雾密度判定标准来获取，具体为：能见度＜50m，vm为密雾；50m＜能见度＜200m，vm为浓雾；200m＜能见度＜500m，vm为轻雾。
25.如图3所示为本发明一个实施例提供的地铁保护区变形监测的系统的结构图，所述系统包括：监测信号接收模块301，用于接收监测卫星发送的对待监测地铁保护区的gnss监测信号；滤波模块302，用于通过卡尔曼滤波对将所述gnss监测信号滤波为第一gnss监测信号；处理模块303，用于通过预设的云雾层滤波算法将所述第一gnss监测信号处理为第二监测信号；判断模块304，用于将所述第二监测信号与预设的地铁保护区规格阈值进行比较，如果所述第二监测信号超过所述地铁保护区规格阈值，则所述地铁保护区发生形变。
26.在本发明实施例中，安装于地铁保护区不同位置的传感器与监测卫星建立通信关系，在开始地铁保护区变形监测时，监测卫星通过与传感器的通信获取与地铁保护区形变相关的gnss监测信号。对于gnss监测信号首先通过卡尔曼滤波进行初步处理，即将gnss监测信号滤波为第一gnss监测信号。而由于云雾层是影响卫星信号的主要因素，因此需要通过预设的云雾层滤波算法将第一gnss监测信号滤波为第二监测信号。
27.其中，所述卡尔曼滤波的对象包括但不限于：多普勒效应引起的误差、多径效应误差、通道误差、卫星钟误差、星历误差。
28.本发明实施例，接收监测卫星发送的对待监测地铁保护区的gnss监测信号；通过卡尔曼滤波对将所述gnss监测信号滤波为第一gnss监测信号；通过预设的云雾层滤波算法将所述第一gnss监测信号滤波为第二监测信号；将所述第二监测信号与预设的地铁保护区规格阈值进行比较，如果所述第二监测信号超过所述地铁保护区规格阈值，则所述地铁保护区发生形变。使得监测卫星通过gnss采集形变的相关数据时，过滤了云雾层对卫星信号的影响，使采集的数据更准确。
29.如图4所示为本发明再一个实施例提供的地铁保护区变形监测的系统的结构图，所述处理模块303，包括：云雾等级获取单元401，用于根据云雾密度获取云雾等级vm；衰减强度获取单元402，用于根据预设的云雾衰减公式获取云雾对所述监测卫星的卫星信号的衰减强度：，所述dm为衰减强度；
实际强度获取单元403，用于根据所述衰减强度获取所述监测卫星的卫星信号的实际强度：d=d
n-dm，所述d为所述传感器接收的卫星信号的实际强度，所述dn为所述监测卫星的卫星信号的初始强度；处理单元404，用于根据所述实际强度d将第一gnss监测信号处理为第二gnss监测信号。
30.在本发明实施例中，对于云雾密度可根据国际公用的云雾密度判定标准来获取，具体为：能见度＜50m，vm为密雾；50m＜能见度＜200m，vm为浓雾；200m＜能见度＜500m，vm为轻雾。
31.图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)501、通信接口(communications interface)502、存储器(memory)503和通信总线504，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信。处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以执行地铁保护区变形监测，该方法包括：接收监测卫星发送的对待监测地铁保护区的gnss监测信号；通过卡尔曼滤波对将所述gnss监测信号滤波为第一gnss监测信号；通过预设的云雾层滤波算法将所述第一gnss监测信号处理为第二监测信号；将所述第二监测信号与预设的地铁保护区规格阈值进行比较，如果所述第二监测信号超过所述地铁保护区规格阈值，则所述地铁保护区发生形变。
32.此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器（rom，read-only memory）、随机存取存储器（ram，random access memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
33.另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的地铁保护区变形监测，该方法包括：接收监测卫星发送的对待监测地铁保护区的gnss监测信号；通过卡尔曼滤波对将所述gnss监测信号滤波为第一gnss监测信号；通过预设的云雾层滤波算法将所述第一gnss监测信号处理为第二监测信号；将所述第二监测信号与预设的地铁保护区规格阈值进行比较，如果所述第二监测信号超过所述地铁保护区规格阈值，则所述地铁保护区发生形变。
34.又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的地铁保护区变形监测，该方法包括：接收监测卫星发送的对待监测地铁保护区的gnss监测信号；通过卡尔曼滤波对将所述gnss监测信号滤波为第一gnss监测信号；通过预设的云雾层滤波算法将所述第一gnss监测信号处理为第二监测信号；将所述第二监测信号与预设的地铁保护区规格阈值进行比较，如果所述第二监测信号超过所述地铁保护区规格阈值，则所述地铁保护区发生形变。
35.应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
36.以上所述仅是本发明的部分实现方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。