卫星定位与加速度计紧集成变形测量及预警系统与方法

摘要

本发明公开了一种卫星定位与加速度计紧集成变形测量及预警系统与方法，该系统包括加速度计模块，GPS接收机模块，控制板模块，上位机和远程终端。加速度计模块用于输出测站的加速度信息，GPS接收机模块用于输出测站的测量信息、卫星星历和卫星健康状态，控制板用于为GPS_OEM板和加速度计模块供电及用于上述加速度计模块和GPS接收机模块输出的数字信号的时间同步，上位机用于控制系统工作状态并接收控制板输出的已同步的数字信号，通过卡尔曼滤波计算进行数据融合，并采用累积和算法进行预警，实时显示相关信息并进行传输，远程终端模块用于接收上位机传输的数据和警告信息。用于矿区井筒、高层建筑物等各类动态变形的监测及预警，并能保证预警的完备性。

主权项

一种卫星定位与加速度计紧集成变形测量及预警系统，其特征在于：该预警系统包括加速度计模块，GPS接收机模块，控制板模块，上位机模块及远程终端模块，其中：加速度计模块的输出端与控制板模块相连，GPS接收机模块的输出端与控制板模块相连，控制板模块的输出端与上位机模块相连，上位机模块的输出信息通过Internet或LAN同步传输到远程终端模块；所述的加速度计模块包括：加速度计测量单元、转换电路和A/D转换模块，加速度计测量单元、转换电路和A/D转换模块顺序连接，A/D转换模块的输出端与控制板模块连接；所述加速度计测量单元用于测量监测点的线性加速度；转换电路包含差动放大，交流放大，相敏解调，低通滤波，反馈环节；差动电容的变化通过激励信号进行调制，经过放大、解调和滤波处理后，再反馈回电容器的极板上，使电容器动极板始终处于平衡位置，反馈信号同时作为输出，输出信号表征了输入加速度的大小；A/D转换模块13用于将采样得到加速度计信号转换成数字量，作为后续处理模块的输入；所述的GPS接收机模块包括：双频GPE_OEM板和GPS天线，GPS天线与双频GPE_OEM板连接，双频GPE_OEM板与控制模块连接；GPS接收机模块用来捕获、跟踪卫星，接收、放大、解调来自GPS卫星的信号，还原出GPS卫星发送的导航电文，并获得位置、速度、时间数据，给GPS数据/加速度计数据时间同步模块提供1Hz的位置、时间信息；所述的控制板模块包括：电源模块和数据时间同步模块，电源模块和数据时间同步模块连接，所述的数据时间同步模块用于加速度计模块和GPS接收机模块输出的数字信号的时刻配准；电源模块用于为单片机和GPS_OEM板供电；数据同步模块用于将GPS数据和加速度计数据的时间同步，并输出带同一时间标记的一组数据。