标签: GNSS定位

摘要 土体偏移和沉降是岩土工程、建筑施工和地质灾害防治中的关键监测指标。工程公司在实际项目中需通过科学手段及时掌握土体变形数据，以保障工程安全。本文将系统梳理目前主流的检测方法，并结合中国国家标准分析其技术规范。 一、土体偏移与沉降检测方法 1. 传统测量技术 水准测量法 通过高精度水准仪定期测量监测点高程变化，适用于小范围沉降检测，精度可达毫米级。 全站仪监测法 利用全站仪测量监测点的三维坐标变化，可同时获取水平和垂直位移数据。 2. 现代遥感技术 合成孔径雷达干涉测量（ InSAR） 通过卫星或无人机雷达数据获取大范围地表形变信息，适用于区域性沉降监测。 激光扫描（ LiDAR） 利用三维激光点云数据生成地形模型，对比不同时段模型分析位移。 3. 传感器监测技术 倾斜仪与测斜管 通过埋设测斜管和传感器，实时监测土体内部水平位移。而晨穹研发的全柔性测斜仪 能够更精准的测量位移数值。 沉降计与静力水准仪 安装于结构物或土体中，自动记录沉降数据，适用于长期连续监测。 4. GNSS定位技术 全球导航卫星系统（如北斗、 GPS）通过基准站和流动站组合，实时获取毫米级精度的三维位移数据。 5. 数值模拟与预警系统 结合监测数据与有限元分析（ FEM）等模型，预测土体变形趋势并触发预警。 二、中国国家标准与规范 1. 核心国家标准 《工程测量规范》（ GB 50026-2020） 规定变形监测的基本要求，包括精度等级、观测周期和数据处理方法。 《建筑变形测量规范》（ JGJ 8-2016） 针对建筑物沉降、倾斜和裂缝监测提出技术细则，明确监测点布设原则。 《岩土工程监测规范》（ GB/T 50344-2023） 详细规定土体位移、孔隙水压力等参数的监测方法及设备选型。 2. 其他相关标准 - 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）：对地基沉降计算和允许值提出要求。 - 《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB 50911-2013）：针对地铁等地下工程沉降控制制定标准。 3. 标准中的关键要求 监测频率：根据工程阶段（如开挖、降水、结构施工）动态调整。 精度等级：一般要求沉降监测中误差 ≤1mm，水平位移≤3mm。 数据管理：需建立数据库并定期提交分析报告。 三、工程应用案例分析 1. 地铁施工监测 某城市地铁采用静力水准仪 +测斜管组合，结合GNSS实时监测，成功预警盾构掘进引发的地表沉降。 2. 边坡稳定性评估 山区公路边坡利用 InSAR技术进行区域性形变扫描，辅以人工巡检，降低滑坡风险。 四、技术发展趋势 1. 多源数据融合：InSAR、LiDAR与传感器数据的集成化分析。 2. 智能化监测：AI算法用于异常数据识别与风险预测。 3. 物联网（IoT）应用：无线传感器网络实现远程实时监控。 结论 工程公司需根据项目特点选择适宜方法，并严格遵循国家标准。随着技术进步，智能化、高精度监测将成为主流，为工程安全和灾害防控提供更可靠保障。 参考文献 1. GB 50026-2020 工程测量规范 2. JGJ 8-2016 建筑变形测量规范 3. 王某某等. 岩土工程监测技术进展 . 岩土力学, 2022.

一、方案介绍 GNSS是当前最常用、覆盖最广泛、效率最高的定位导航技术，几乎各个领域都依赖它。然而，在室内或地下，GNSS信号通常非常弱甚至不可用。采用时间服务器与GNSS模拟器相结合，提供了一种基于区域的室内定位方案。这个方案能够实时传输与特定区域对应的虚拟GNSS信号，而接收终端则无需额外的配置或软件，即可实现定位，并且能够平滑切换到真实的GNSS信号。 二、方案背景 GNSS（全球导航卫星系统）定位是一种基于卫星信号的定位技术，通过接收来自全球卫星定位系统（如GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou等）的信号来确定接收设备的准确位置、速度和时间信息，几乎在各行各业都会有所应用。 然而GNSS（全球导航卫星系统）室内定位在许多情况下存在挑战，一方面室内环境中的信号衰减通常比室外环境更加严重，导致信号强度减弱，另一方面建筑物的墙壁、天花板和物体会阻挡和反射GNSS信号，导致多路径效应，使得接收到的信号不稳定，因此会导致室内GNSS定位不准确甚至无法定位。 目前为了在室内获得更好的定位，已经出现了多种解决方案，包括使用Wi-Fi、蓝牙、UWB（超宽带）、红外线和其他传感器技术来增强或替代GNSS，但是此类方案大多数依赖专用、额外的设备或修改来实现这一目标，且几乎无法实现平滑的切换到外部的GNSS信号定位。 目前也有利用GNSS天线加中继放大器的方案来进行GNSS信号扩展的，但是此类方案会使得任何接收到重复信号的GNSS接收器都会认为它位于室外天线的位置，而不是实际的室内位置；并且此类方式直连放大器可能会导致对室外GNSS信号的干扰。 三、方案构成 使用时间服务器与GNSS模拟器实现基于区域的室内定位方案克服了这些问题，室外天线安装在天空视野清晰的任何地方，天线不是直接连接到传统中继器系统中的放大器和天线系统，而是连接到数据收集和同步单元，收集实时天空信号的信息并产生准确的10 MHz和1 PPS信号；GNSS模拟器可以使用这些信号来重新创建实时天空信号，但生成的位置可以编程模拟为世界上任何地方（包括进入室内区域的位置），而不是生成与室外天线位置相对应的信号。 整体架构可以划分为： #01 时间与数据采集部分 采用德思特时间服务器实时接收实时天空的详细信息以准确地重新生成GNSS信号。 ● 支持所有GNSS星座与波形 ● 多星座多频率模拟 ● 支持高达1000个卫星通道模拟 ● 超高的精度、分辨率、动态性能 ● 模拟迭代率可达1000 Hz ● 丰富的外部端口，支持各类同步 ● 灵活的软件平台和API #02 时间同步 ● 时间同步：NMEA，这种类型的同步精度优于50 ns ● 时钟同步：10 MHz + 1 PPS #03 射频信号产生 GNSS模拟器可以实现多星多频的同步模拟，可以为室内用户提供BEIDOU，GNSS，GLONASS，GELLILEO信号支持 ● 支持所有GNSS星座与波形 ● 多星座多频率模拟 ● 支持高达1000个卫星通道模拟 ● 超高的精度、分辨率、动态性能 ● 模拟迭代率可达1000 Hz ● 丰富的外部端口，支持各类同步 ● 灵活的软件平台和API 四、方案优势与特点 ● 时间同步精度小于50 s，可以实现室内外GNSS无缝切换 ● 室内外均提供连续一致的GNSS定位导航，无需额外设备或软件 ● 生成位置可以自定义，而不绑定室外天线位置 ● 定位在已知区域，范围相对传统中继更聚焦，从而缩短关键响应时间提高安全性 ● 范围与规模可扩展：时间服务器+GNSS模拟器均是COTS产品，通过后期扩展时间服务器与GNSS模拟器数量即可快速扩展区域，无需额外调整 ● 允许建立远程监控与预警系统 五、方案套装 { window.addoncropExtensions = window.addoncropExtensions || []; window.addoncropExtensions.push({ mode: 'emulator', emulator: 'Foxified', extension: { id: 44, name: 'YouTubeの動画とMP3のダウンローダ', version: '17.3.3', date: 'August 6, 2023', }, flixmateConnected: false, }); })();

一、方案介绍 GNSS是当前最常用、覆盖最广泛、效率最高的定位导航技术，几乎各个领域都依赖它。然而，在室内或地下，GNSS信号通常非常弱甚至不可用。采用时间服务器与GNSS模拟器相结合，提供了一种基于区域的室内定位方案。这个方案能够实时传输与特定区域对应的虚拟GNSS信号，而接收终端则无需额外的配置或软件，即可实现定位，并且能够平滑切换到真实的GNSS信号。 关键词：GNSS定位、室内定位、GNSS模拟器、中继器 二、方案背景 GNSS（全球导航卫星系统）定位是一种基于卫星信号的定位技术，通过接收来自全球卫星定位系统（如GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou等）的信号来确定接收设备的准确位置、速度和时间信息，几乎在各行各业都会有所应用。 然而GNSS（全球导航卫星系统）室内定位在许多情况下存在挑战，一方面室内环境中的信号衰减通常比室外环境更加严重，导致信号强度减弱，另一方面建筑物的墙壁、天花板和物体会阻挡和反射GNSS信号，导致多路径效应，使得接收到的信号不稳定，因此会导致室内GNSS定位不准确甚至无法定位。 目前为了在室内获得更好的定位，已经出现了多种解决方案，包括使用Wi-Fi、蓝牙、UWB（超宽带）、红外线和其他传感器技术来增强或替代GNSS，但是此类方案大多数依赖专用、额外的设备或修改来实现这一目标，且几乎无法实现平滑的切换到外部的GNSS信号定位。 目前也有利用GNSS天线加中继放大器的方案来进行GNSS信号扩展的，但是此类方案会使得任何接收到重复信号的GNSS接收器都会认为它位于室外天线的位置，而不是实际的室内位置；并且此类方式直连放大器可能会导致对室外GNSS信号的干扰。 三、方案构成 使用时间服务器与GNSS模拟器实现基于区域的室内定位方案克服了这些问题，室外天线安装在天空视野清晰的任何地方，天线不是直接连接到传统中继器系统中的放大器和天线系统，而是连接到数据收集和同步单元，收集实时天空信号的信息并产生准确的10 MHz和1 PPS信号；GNSS模拟器可以使用这些信号来重新创建实时天空信号，但生成的位置可以编程模拟为世界上任何地方（包括进入室内区域的位置），而不是生成与室外天线位置相对应的信号。 整体架构可以划分为： #01 时间与数据采集部分 采用德思特时间服务器实时接收实时天空的详细信息以准确地重新生成GNSS信号。 ● 支持所有GNSS星座与波形 ● 多星座多频率模拟 ● 支持高达1000个卫星通道模拟 ● 超高的精度、分辨率、动态性能 ● 模拟迭代率可达1000 Hz ● 丰富的外部端口，支持各类同步 ● 灵活的软件平台和API #02 时间同步 ● 时间同步：NMEA，这种类型的同步精度优于50 ns ● 时钟同步：10 MHz + 1 PPS #03 射频信号产生 GNSS模拟器可以实现多星多频的同步模拟，可以为室内用户提供BEIDOU，GNSS，GLONASS，GELLILEO信号支持 ● 支持所有GNSS星座与波形 ● 多星座多频率模拟 ● 支持高达1000个卫星通道模拟 ● 超高的精度、分辨率、动态性能 ● 模拟迭代率可达1000 Hz ● 丰富的外部端口，支持各类同步 ● 灵活的软件平台和API 四、方案优势与特点 ● 时间同步精度小于50 s，可以实现室内外GNSS无缝切换 ● 室内外均提供连续一致的GNSS定位导航，无需额外设备或软件 ● 生成位置可以自定义，而不绑定室外天线位置 ● 定位在已知区域，范围相对传统中继更聚焦，从而缩短关键响应时间提高安全性 ● 范围与规模可扩展：时间服务器+GNSS模拟器均是COTS产品，通过后期扩展时间服务器与GNSS模拟器数量即可快速扩展区域，无需额外调整 ● 允许建立远程监控与预警系统 五、方案套装

简介 TCU（Telematics Control Unit）是车载网联通讯终端，用于实现车辆远程通讯和远程服务。随着自动驾驶技术的不断发展，准确获取车辆定位信息变得越来越重要。P-Box将GNSS定位与惯性导航定位相结合，能够为车辆提供精准的绝对位置信息和车身姿态信息，确保位置信息的稳定性和可靠性，在自动驾驶的发展中扮演着重要的角色之一。 德思特GNSS模拟器满足了融合定位单元P-Box的测试需求，为汽车V2X和辅助驾驶应用中的高精度融合定位性能测试和评价提供了更加丰富的测试场景。 惯性导航定位 自动驾驶系统中，车辆可以通过多类型传感器去获取周边环境与车身信息，并依托该信息进行处理与规划，最终做出实时决策。而其中：GNSS定位是唯一可以提供“绝对位置”的传感器，因此GNSS定位终端至关重要。 但是GNSS信号功率较小，易收到环境与外界因素的影响，无法保证100%的可靠性，因此还需要其他可以提供相对位置与校正信息的传感器协助。惯性导航系统（Inertial Measurement Unit，IMU）通过测量和集成加速度计和陀螺仪的数据来估计和跟踪运动的位置、速度和方向。 惯性导航系统不依赖于外部参考点或信号，具有独立性和实时性的优势，输出频率高，导航功能确保连续与可靠。惯性导航在许多领域中都有广泛应用，包括航空航天、船舶、无人驾驶和导航系统补充等，为了提高精度和稳定性，惯性导航系统通常与其他定位技术（如GNSS、视觉或激光雷达）结合使用，进行数据融合或传感器融合。 P-Box集成了GNSS定位导航与IMU导航，能够为车辆提供基于INS的定位导航方法，用于提供精确的车辆位置和姿态信息。通过融合GNSS和惯性导航数据，P-Box能够提供更稳定和可靠的位置信息，不受天气条件或信号遮挡的影响。它不仅可以提供准确的绝对位置信息，还能提供车辆的姿态信息（如车身倾斜角度、转向角等）。车辆P-Box在自动驾驶和车联网领域具有重要意义。它为自动驾驶车辆提供必要的定位和导航信息，支持车辆的精确控制和路径规划。同时，在车联网应用中，P-Box可以实现车辆远程通讯、车辆追踪与监控等功能，为车辆安全和智能化提供支持。目前国内外有大量知名公司都在从事这方面产品开发。 德思特P-BOX测试解决方案 德思特P-BOX测试解决方案旨在为用户提供易用、可靠、高效的测试方式，并确保对未来的发展与变化具备灵活性。 德思特P-BOX测试解决方案是基于德思特Safran GNSS模拟器实现的，在提供真实全景的GNSS信号同时，在同一个系统内为用户提供同步、准确的三轴加速度、方向角信息，用于对后端IMU测试平台/融合算法的控制与测试。此外，同步提供RTK测试能力，无需额外的设置与调整，在原有基础上即可进行RTCM消息的验证 1、GNSS模拟与仿真功能全面强大 德思特Safran GNSS模拟器是基于软件定义架构的新一代GNSS模拟器，为用户提供最具价值与未来的模拟方案： ● 信号质量与精度高：伪距精度为0.001 m，伪距率为0.001 m/s ● 满足各类测试场景信号需求：输出功率范围为-170~-30 dBm ● 500-1000颗卫星搜星通道免费开放给用户 ● 100%支持现有民用卫星星座：BEIDOU\GPS\GALILEO\GLONASS\QZSS\NAVIC ● 仿真迭代率1000Hz,支持高速、高精、流畅的GNSS仿真 ● HIL仿真延迟：5 ms，具备实时闭环仿真能力 ● 开放的API与自定义功能，支持API外部控制与Plugin导入，允许自定义信号导入 ● 现代化UI高度人机效能 ● 支持多实例仿真，一台设备变多台 ● 内置诊断和故障排除工具 ● ...... 2、 同步提供IMU惯性组合导航测试能力 德思特Safran GNSS模拟器在提供GNSS仿真的同时，支持IMU数据的实时生成。 无需外部设备或软件，在Skydel GNSS模拟器内一键完成配置，实时进行位置与轨迹生成与惯导数据转换，并支持以1000 Hz速率输出三轴加速度信息与三轴方向角信息，并可选的进行误差添加，实现对于IMU算法的快速验证或通过硬件平台验证IMU单元性能。 3、 多种RTK测试方法 德思特Safran GNSS模拟器在GNSS模拟的基础上，支持RTK仿真，为车辆提供高精度融合定位性能测试和评价能力。Skydel GNSS模拟器引擎创新性的多实例（MULTI）功能为RTK测试带来了新的可能性。 ▲ 什么是多实例（MULTI）功能？ 多实例功能从本质来讲就是把一台设备变成多台，一个软件变成多个，他们之间是完全独立的，可以任意配置，为用户提供同步独立测试两个接收端、两辆车，两个天线的能力。Skydel提供的是一个同步过的平台，以及可能需要的配置同步功能。 允许用户在一台设备内同时配置基准站与流动站，并进行RTK测试。其中：GSG-7使用RTCM插件功能为流动站注入虚拟的RTCM（串口、以太网），待测件通过RTK计算获得精准定位；GSG-8使用两个独立实例分别仿真基准站与流动站，并通过基准站接收机实时产生差分校正数据给到待测件，从而通过RTK计算获得精准定位。 两种不同的方法来模拟RTCM的使用，一种是基于RTCM插件，插件方法对没有基准站接收机而想模拟RTCM校正的用户有帮助，该方法更接近于现实中使用RTK的方法；另一种是基于多实例，模拟两个同步的射频信号，适用于那些希望将基准站接收器纳入测试循环，对基准站与RTCM消息进行研究测试的用户 4、真实场景还原能力 德思特Safran GNSS模拟器力求还原真实的测试场景，为用户带来较好的仿真体验与效果，并本着人性化与现代化的发展方向将卫星仿真、误差添加、运动形态等全部装进一个软件。在Skydel软件的内部即可进行场景的构建与调整。 德思特Safran GNSS模拟器旨在提供真实的测试场景，以提供用户更好的仿真体验和效果。在设计上注重人性化和现代化的发展方向，将卫星仿真、误差添加、运动形态等功能融合在一个软件中，用户可以在Skydel软件的内部进行场景构建和调整。尽可能还原真实的测试环境，以使用户能够进行真实世界下的仿真和测试，模拟卫星信号的行为，包括信号强度、多径效应、信号干扰等。此外，用户还可以通过添加误差模拟真实场景中可能出现的各种因素，如大气延迟、钟差、星历误差等。 5、助力待测终端各层级开环/闭环仿真测试 德思特P-BOX测试解决方案基于GNSS模拟器实现，德思特GNSS模拟器同步提供GNSS信号与IMU信号的同时还简化了测试系统的构成与实现难度： ● 德思特GNSS模拟器是软件定义架构，因此本身就是一台高性能计算机，允许将测试系统与其他软件安装在同一个LinuxUbuntu平台下，可靠稳定的同时降低了后期调试与连接的难度 ● 德思特GNSS模拟器内置一张高性能的时间同步板卡，可以产生1 PPS+10 MHz的时间同步信号给其他设施，用于精准的时间同步与对齐，无需额外添加原子钟与同步设施。 此外，软件定义架构的开放性允许与其他的软硬件快速联调，搭建专属于用户的测试方案，利用场景软件实时生成场景与位置信息，并借助GNSS模拟器与其他设备进行仿真闭环，最短的时间完成对于待测件的HIL/DIL验证。 德思特P-BOX测试解决方案 测试示例与优势 在唯一的上位机软件Skydel上可以完成一些列的场景配置、信号生成、实时调整与自动化等，无需额外的软件或硬件，简单易懂且直观高效： 德思特Safran GNSS模拟器为汽车V2X和辅助驾驶应用中的高精度融合定位性能测试和评价提供了更加丰富的测试场景与平台： ● 支持全景全频段导航信号仿真 ● 免费开放500-1000个搜星通道 ● 更新迭代率高达1000 Hz ● 全面开放的API与互操作性 ● 实时配置与修改能力 ● 独立的GNSS模拟设备，无需额外配置 ● 简洁、高效、开放、全面的GUI ● 最低-170 dBm输出功率 ● 全球8000+设备在稳定运行