本發明屬于衛星定位導航技術領域，具體是指一種基于LORA的高精度定位的變形監測系統及方法。

背景技術：

衛星導航產業既關系國家安全，也是一個對廣大民眾有重大影響的朝陽產業。當前，世界主要大國和經濟共同體都非常重視衛星導航技術及產業。衛星導航產業在過去十幾年中經歷了高速發展，但是和未來相比，這個產業還只是剛剛起步，市場前景極其廣闊。目前除了美國的GPS系統以外，俄羅斯正在加緊復蘇GLONASS系統使其能夠再穩定的供軍民用戶使用，此外歐洲的Galileo和我國的BD系統也加入了GNSS，日本、印度等國家也正在計劃實施自己的GNSS系統。

精密導航定位是衛星定位導航發展的一個非常重要的領域，在精密導航(飛機進場)、測繪測量、地殼形變及大壩和大型建筑物變形監測、工程機械控制等方面有著廣泛的應用。

但同時在精密導航定位的應用場景中，客戶端需要實時傳送自身的衛星信號觀測量到服務端或者實時接收服務端下發的衛星信號改正參數。現有的解決方案都是：如果在有公網信號覆蓋的區域，通過使用GPRS/3G/4G解決，在無信號的區域，通過電臺、無線AP中繼解決，在野外監測類應用中，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、持續產生使用費用、數據泄露、擴展接入終端困難的諸多問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在于提供一種基于LORA的高精度定位的變形監測系統及方法，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。

本發明是這樣實現的：

一種基于LORA的高精度定位的變形監測系統，該系統包括監測端設備、LORA收發模塊、LORA基站、服務器、和云平臺；

所述監測端設備，安裝有能接收導航信息和原始觀測數據的導航信息單元、LORA收發模塊、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范圍內；

所述服務器，從LORA基站收到若干監測端設備上傳的原始觀測數據，采用雙差解算模式，在優化載波相位差分數據處理方法的基礎上，同時處理基準站和監測端設備載波的相位數據，得到精確的監測點相對于基準站的形變量；

所述云平臺，包括數據處理、分析、管理單元。

一種基于LORA的高精度定位的變形監測方法，該方法基于如上述的一種基于LORA的高精度定位的變形監測系統，該方法包括：

監測端設備運作流程：設備開始運行后，從存儲介質中讀取整機的配置參數，首先配置導航信息單元，獲取衛星的時間參數，對整機的RTC進行校時，成功后則開始配置LORA收發模塊，接著通過LORA模塊往服務器端發送設備登錄信息，待正確收到服務器端的登錄反饋后，即可開始進行導航信息單元的數據采集，否則延時一段時間繼續嘗試登錄；獲取導航信息單元的數據后，按照與服務器約定好的協議進行幀格式的封裝發送；如果有設置保存發送數據，則啟動保存數據線程進行處理；存在一個專門檢測LORA工作狀態的線程，該線程與LORA基站通信，根據環境的改變而對LORA的速率和頻率做出調整策略；

服務器端運作流程：考慮到監測端是長連接的實時數據流，在服務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；監測端傳送上來的數據首先會進行數據校驗，合格后才會根據約定的協議進行解碼，待正確解碼出衛星的原始觀測量后送入算法模塊進行基線計算，經過坐標轉換和誤差處理就得到了監測點的點位信息，并實時存入數據庫保存，該點位信息即做為監測點的變形判斷依據，變形預測數學模型根據點位信息預測出未來幾個月被監測體的變形趨勢。

本發明的優點在于：通過本發明，可以極大減少變形監測系統的建設和部署周期，可以提高監測端數據傳輸的可靠性和穩定性，同時加強了數據傳輸的安全性，與現有一些解決方案不同，本系統不會讓客戶產生持續的使用成本，是普及高精度導航定位的有效手段，所以，本發明就是通過使用物聯網技術LORA并結合云平臺來實現高精度定位的系統。

【附圖說明】

下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的描述。

圖1是本發明的系統框圖。

圖2是本發明的監測設備端運作流程框圖。

圖3是本發明的LORA收發模塊控制流程圖。

圖4是本發明的服務器端運作流程框圖。

【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測系統，該系統包括監測端設備、LORA收發模塊、LORA基站、服務器、和云平臺；

所述監測端設備，安裝有能接收導航信息和原始觀測數據的導航信息單元、LORA收發模塊、太陽能電池板、和蓄電池；監測端設備啟動后，首先初始化導航信息單元和LORA收發模塊，配置好LORA模塊的速率、加密方式等參數；監測端設備首先通過LORA模塊往服務器端發送設備的登錄信息，服務器正確識別后回送允許登錄信息，此時，監測端設備就開始往服務端實時發送導航信息單元的原始觀測數據；

所述LORA基站，為若干個，部署在需要覆蓋的服務范圍內；

所述服務器，從LORA基站收到若干監測端設備上傳的原始觀測數據，采用雙差解算模式，在優化載波相位差分數據處理方法的基礎上，同時處理基準站和監測端設備載波的相位數據，得到精確的監測點相對于基準站的形變量；

所述云平臺，包括數據處理、分析、管理單元。系統管理中心實現基準站管理、數據處理、系統運行監控、信息上傳、網絡管理、用戶管理等所有設計功能。監控中心是整個系統的神經中樞，負責檢測信息的處理，并融合水文、氣象等信息，結合大數據分析和災害體預測模型，讓管理人員在第一時間內了解、掌握有關災害體的形變動態和發展趨勢，進而做預案決策。

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

監測端設備運作流程：設備開始運行后，從存儲介質中讀取整機的配置參數，首先配置導航信息單元，獲取衛星的時間參數，對整機的RTC進行校時，成功后則開始配置LORA收發模塊，接著通過LORA模塊往服務器端發送設備登錄信息，待正確收到服務器端的登錄反饋后，即可開始進行導航信息單元的數據采集，否則延時一段時間繼續嘗試登錄；獲取導航信息單元的數據后，按照與服務器約定好的協議進行幀格式的封裝發送；如果有設置保存發送數據，則啟動保存數據線程進行處理；存在一個專門檢測LORA工作狀態的線程，該線程與LORA基站通信，根據環境的改變而對LORA的速率和頻率做出調整策略；

服務器端運作流程：考慮到監測端是長連接的實時數據流，在服務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；監測端傳送上來的數據首先會進行數據校驗，合格后才會根據約定的協議進行解碼，待正確解碼出衛星的原始觀測量后送入算法模塊進行基線計算，經過坐標轉換和誤差處理就得到了監測點的點位信息，并實時存入數據庫保存，該點位信息即做為監測點的變形判斷依據，變形預測數學模型根據點位信息預測出未來幾個月被監測體的變形趨勢。

本發明的優點在于：通過本發明，可以極大減少變形監測系統的建設和部署周期，可以提高監測端數據傳輸的可靠性和穩定性，同時加強了數據傳輸的安全性，與現有一些解決方案不同，本系統不會讓客戶產生持續的使用成本，是普及高精度導航定位的有效手段，所以，本發明就是通過使用物聯網技術LORA并結合云平臺來實現高精度定位的系統。

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