Trimble 4D Control 分布式系统（完整版）

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1、Trimble 4D Control(T4D)分布式系统分布式控制中枢SNPComMS SQL Server 2008网络模块网络模块天宝变形监测软件组成示意图天宝变形监测软件组成示意图T4DT4D数据库服务器用户界面报告生成器TDESNPComMS SQL Server 2008网络模块网络模块天宝变形监测软件组成示意图天宝变形监测软件组成示意图T4D数据库服务器用户界面报告生成器TDE存储站点管理解算数据采集解析分布式控制中枢仅管理员可以控制服务仅管理员可以控制服务T4D 数据库分布式控制中枢MS SQL Server 2008网络模块网络模块天宝变形监测软件组成示意图天宝变形监测软件组成

2、示意图T4D数据库服务器用户界面报告生成器SNPCom分布式控制中枢MS SQL Server 2008网络模块网络模块天宝变形监测软件组成示意图天宝变形监测软件组成示意图T4D数据库服务器用户界面报告生成器SNPComTrimble 4D ControlGNSS 变形监测变形监测解算引擎解算引擎滤波滤波GNSS 数据数据平差平差显示显示/储存储存 结果结果GNSS 变形监测数据同步数据同步解算引擎解算引擎 后处理引擎 测网监测引擎 即时监测引擎 RTK 引擎 NMEA 引擎解算引擎解算引擎即时监测引擎即时监测引擎测网监测引擎测网监测引擎RTK引擎引擎后处理引擎后处理引擎基线长度基线长度精度要

3、求精度要求后处理引擎后处理引擎 后处理引擎利用储存的原始观测数据对用户指定的观测时段自动进行基线处理 支持数据格式: RINEX T01/T02 DAT/TGD 设置合适的观测时段长度使后处理引擎获得最高精度 适用于反馈时间要求低的场景后处理引擎后处理引擎 - 属性属性Base folder(根目录)(对应关系对应关系:“空空“ 根目录包含数据根目录包含数据”Enhanced“ 根目录为根目录为“RefData.#“的上一的上一级目录级目录)Session delay(测段延迟) (如图例子中如图例子中):解算的第一个时间区段解算的第一个时间区段 = 11.05.2007 / 01:40(区段

4、长度区段长度 = 1hr (00:30-01:30)解算的第二个时间区段解算的第二个时间区段 = 11.05.2007 / 02:40(区段长度区段长度 = 1hr (01:30-02:30)选择引擎中包含的测站选择引擎中包含的测站Redundant baselines(冗余基线)Yes = 解算所有满足长度小于解算所有满足长度小于maximum length(最大长度)设定的基线设定的基线No =每个节点仅连接一次每个节点仅连接一次后处理引擎后处理引擎 - 属性属性 如果 No 不使用浮点解 如果 Yes 使用浮点解Minimum baseline length(最短基线长度)对于小于此长度

5、设定的基线，对于小于此长度设定的基线，浮点解将被舍弃浮点解将被舍弃 后处理引擎后处理引擎Stop / (re)start(停止/(重)启动) 当前测当前测段段Properties(属性) (重重)配置配置 引擎引擎:启动新测段启动新测段, 不同的测站不同的测站, .所有的解算结果在所有的解算结果在History(历史) 视图中均可以看到视图中均可以看到:测网监测引擎测网监测引擎 测网监测引擎和GPSNet中的 坐标监测 功能一致 连续对所有参考站进行网解 采集所有观测数据以提高精度 可对测站坐标进行高精度监测，可设置天线等 支持长基线 由于需要长时间的采集数据，此模块反馈时间较长测网监测引擎测

6、网监测引擎 - 属性属性 使用高度截止角大于10 的数据 观测值类型 L1, Lc 无电离层组合, Ln 窄巷, 自动 (根据测网大小) 5km = 无电离层组合 ; = 2 cm / sec 由于即时监测引擎的快速响应特点，能够对精密位置监测带来很大提升 当数据中断超过60秒时将初始化引擎 引擎初始化之后必须重新等待收敛即时监测引擎即时监测引擎 - 属性属性 与测网监测引擎相同 (GPSNet 2.x: 站点坐标监测)将在后续章节解释即时监测引擎即时监测引擎 视图视图RTK 引擎引擎 RTK引擎使用实时对齐的GNSS数据进行“实时动态基线解算” 基线长度: 长达 35 km 精度: 与RTK

7、移动站一致 反馈时间极短 (立即) 两种不同的解算模式: 与真实参考站之间的基线解算 与本地测网中的VRS站的基线解算 (e.g. VRSNet)RTK 引擎引擎 - 属性属性RTK 引擎引擎 - 视图视图NMEA 引擎引擎 从GNSS移动站接收NMEA记录e. g. 在施工区域 接收机特定的NMEA模块将GGA和GGK字符串传进系统 只有固定解的NMEA语句才会被用于监测 精度和反馈时间与RTK引擎一致NMEA 引擎引擎 - 属性属性 Tracking interval(采样间隔)指定NMEA引擎传送至其子模块的数据采样间隔 Selected NMEA receivers(选中的NMEA接收

8、机)NMEA 引擎将仅接受来自于选中的接收机的数据 Filter properties(滤波属性)后文中详解NMEA 引擎引擎 - 视图视图状态视图, 滤波结果视图和表格视图。NMEA 接收机接收机 - 属性属性Incoming connection(入站连接)和GNSS Receiver一致: 连接类型, 端口, .Selected station(选中的测站)指定用于发送NMEA语句的测站 Selected base(选中的基站)指定参考站Data rate(数据频率)指定使用NMEA接收机模块传送到NMEA引擎的数据采样率NMEA 接收机接收机 - 状态视图状态视图颜色颜色原因原因结果结

9、果黑色黑色有有RTK固定解固定解 解算结果进入了解算结果进入了NMEA 引擎引擎.红色红色没有没有RTK固定解固定解解算结果不会进入解算结果不会进入NMEA引擎引擎灰色灰色有有RTK固定解，但是被过固定解，但是被过滤掉了滤掉了解算结果不会进入解算结果不会进入NMEA引擎引擎. 解算解算结果将会根结果将会根据设置的采样率进行过滤据设置的采样率进行过滤. 滤波方法滤波方法中值滤波可自定义范围和离群阈值均值滤波可自定义滤波时段卡尔曼滤波 (基于时间预报)静态缓慢移动快速移动可自定义的随机特性滤波方法滤波方法滤波器是解算引擎的一部分滤波器滤波器后处理后处理RTKRTKNMEANMEA即时监控即时监控测

10、网监测测网监测均值均值X X X XX X卡尔曼卡尔曼X XX XX X中值中值X X X X X XX X中值滤波中值滤波平滑数据并且移除离群点 如果当前点偏移超过用户指定的阈值，滤如果当前点偏移超过用户指定的阈值，滤波器将会使用中值替代此点。波器将会使用中值替代此点。-0.07-0.03-0.010.020.05-0.01中值滤波中值滤波0.02-0.030.05-0.01-0.070.000.010.02-0.03输入输入输出输出中值中值-0.07-0.010.010.000.050.01-0.07-0.03-0.010.000.05-0.01-0.01-0.010.010.000.01

11、滑动窗口大小滑动窗口大小: 5 历元历元离群阈值离群阈值: 0.05均值滤波均值滤波 设置: 未滤波的数据 滑动窗口大小 (5 sec, . 4 hours) 选取当前历元之前的所有窗口，并求根据各个窗口的方差值定权求取所有观测数据的加权平均值。均值滤波均值滤波未滤波滤波卡尔曼滤波卡尔曼滤波 卡尔曼滤波是一种递归滤波器，它利用一系列有噪声特性的观测值估计动态系统的状态。 估计模型方程的参数用于预测 先决条件: 模型函数的阶数 有用户粗略指定的预报噪声 新观测量和预报值通过预报噪声来定权 对于估计的坐标: 预报噪声越大，结果越接近于新观测值结果 预报噪声越小，结果越接近于模型预报值，收敛时间也越

12、长卡尔曼滤波器卡尔曼滤波器 主体部分是一个运动方程 模型函数的阶数取决于理想化的运动模型和预报噪声0:1:2:ntxttxttxtx)(21)()()(0200 ntxttxtx)()()(00ntxtx)()(0卡尔曼滤波器卡尔曼滤波器观测的滤波估计的预报的卡尔曼滤波的常见场景卡尔曼滤波的常见场景静态 方程阶数: 0 预报噪声: 1E-14 收敛时间: 24 h 反馈时间: 数天缓慢运动 方程阶数: 2 预报噪声: 1E-21 收敛时间: 1-2 h 反馈时间: 数分钟快速运动 方程阶数: 0 预报噪声: 1E-5 收敛时间: 0 反馈时间: 数秒自定义: 方程阶数 预报噪声卡尔曼滤波卡尔曼

13、滤波 静态静态卡尔曼滤波卡尔曼滤波 缓慢运动缓慢运动卡尔曼滤波卡尔曼滤波快速运动快速运动即时位移监测即时位移监测 中值滤波离群阈值中值滤波离群阈值8cm即时位移监测即时位移监测 均值滤波均值滤波 (滑动窗口滑动窗口1 分钟分钟)即时位移监测即时位移监测卡尔曼滤波卡尔曼滤波 快速运动快速运动即时位移监测即时位移监测卡尔曼滤波慢速运动卡尔曼滤波慢速运动变形监测概览变形监测概览属性 平差 离群阈值 速度测算 排除、警告和报警阈值 旋转轴设置 NMEA 输出视图 2D地图 当前位移和速度 平差 位移图表 速度表右键菜单 应用当前偏移 计算坐标和速度平差平差 最小二乘平差 GNSS 数据 至少需要一个固

14、定站 选定的固定站需要在变形监测模块中设定 新功能: 排除离群点 当有解算结果在三个方向超过的3倍限制时，不会有结果输出 对平差结果没有影响 .排除、警告和报警阈值排除、警告和报警阈值位移位移排除阈值排除阈值警告阈值警告阈值报警阈值报警阈值 轴向轴向 / 北向北向 0.050 m0.050 m0.070 m 旁向旁向 / 东向东向 0.050 m0.050 m0.070 m 高程高程0.100 m0.100 m0.150 m 2D0.070 m0.070 m0.100 m 3D0.130 m0.130 m0.180 m 斜距斜距0.002 m0.005 m位移位移警告阈值警告阈值报警阈值报警阈

15、值 轴向轴向 / 北向北向 0.003 m0.005 m 旁向旁向 / 东向东向 0.003 m0.005 m 高程高程0.008 m0.015 m 2D0.004 m0.006 m 3D0.009 m0.017 m 斜距斜距0.002 m0.005 mGNSS或者集成测量引擎默认配置或者集成测量引擎默认配置 陆地监测默认配置陆地监测默认配置新功能新功能:恢复所有阈值默认设置恢复所有阈值默认设置2D 地图地图测站概览并显示当前测站概览并显示当前位移和位移和3值值当前位移当前位移 数值信息: 当前偏移 和 3 值 颜色和2D地图定义一样平差视图平差视图 已平差站和固定站列表 上次更新时间 单位权

16、标准差 位移图表位移图表显示选定时间段指定测站的位移值和显示选定时间段指定测站的位移值和3值值位移图表属性位移图表属性 通过属性改变位移图表布局 (鼠标右击图表) 新功能: 显示线性趋势 显示移动平均值 速度图表将显示更多信息旋转轴设置旋转轴设置让您自定义每个点或者测站的监测方向让您自定义每个点或者测站的监测方向北向北向北向北向参考点参考点平差后的点平差后的点 东向东向轴向轴向旁向旁向 轴向轴向 旁向旁向 = 旋转角旋转角 北向北向旋转轴设置旋转轴设置方法方法附加设置附加设置描述描述不旋转不旋转无附加设置无附加设置将使用默认的坐标系统和默认值将使用默认的坐标系统和默认值手动输入旋转角手动输入旋

17、转角旋转角旋转角将主坐标系统按照设置的旋转角旋转，定将主坐标系统按照设置的旋转角旋转，定义一个新坐标轴方向义一个新坐标轴方向朝向一个点朝向一个点/ 朝向一朝向一个站个站旋转角旋转角; 坐标象限定坐标象限定义的点或站义的点或站通过当前点或站到设定坐标象限的点或站通过当前点或站到设定坐标象限的点或站的方向，允许你为选定的点或站指定新坐的方向，允许你为选定的点或站指定新坐标系统主轴的坐标象限标系统主轴的坐标象限参考线参考线旋转角旋转角; 参考线起点参考线起点;参考线终点参考线终点.通过设定两点之间的连线的坐标象限，允通过设定两点之间的连线的坐标象限，允许你指定新坐标系系统的主轴许你指定新坐标系系统的

18、主轴方法枚举方法枚举: 如何定义一个新的坐标系统方向如何定义一个新的坐标系统方向 应用当前偏移应用当前偏移 将当前偏移应用到参考站坐标NMEA 输出输出 只用于GNSS测站 发送NMEA记录或者GGK/GGQ 连接类型连接类型: - TCP/IP client- TCP/IP server- Ntrip ServerTrimble 4D ControlGeotechnical Sensors地质传感器地质传感器 增加一个数据记录模块 坎贝尔科学数据记录器 选择一个数据文件 配置数据记录器参数 配置压强计参数 配置倾斜计参数 增加一个地质监测模块 数据存储模块的选择 速度计算 报警阈值 数据存储

19、模块视图 地质监测视图地质传感器地质传感器 添加一个新的数据存储模块地质传感器地质传感器 添加一个新的数据存储模块地质传感器地质传感器 添加一个新的数据存储模块地质传感器地质传感器 添加一个新的数据存储模块地质传感器地质传感器 添加一个新的数据存储模块Data Logger DAT File!0地质传感器地质传感器 添加一个新的数据存储模块Geotechnical Sensors数据存储数据存储DAT 文件文件!将数据在将数据在DAT文件中的传感器文件中的传感器加进来加进来!Geotechnical SensorsGeotechnical Sensors数据存储数据存储DAT 文件文件!Geo

20、technical SensorsGeotechnical Sensors数据存储数据存储DAT 文件文件!地质传感器地质传感器 添加一个新的数据存储模块地质传感器地质传感器 添加一个新的地质监测模块地质传感器地质传感器 添加一个新的地质监测模块添加一个新的地质监测模块地质传感器地质传感器 添加一个新的地质监测模块添加一个新的地质监测模块地质传感器地质传感器 添加一个新的地质监测模块添加一个新的地质监测模块地质传感器地质传感器 添加一个新的地质监测模块添加一个新的地质监测模块地质传感器地质传感器 添加一个新的地质监测模块添加一个新的地质监测模块地质传感器地质传感器 添加一个新的地质监测模块添加一个新的地质监测模块地质传感器地质传感器 添加一个新的地质监测模块添加一个新的地质监测模块地质传感器地质传感器 添加一个新的地质监测模块添加一个新的地质监测模块地质传感器地质传感器数据存储视图地质传感器地质传感器数据存储视图地质传感器地质传感器地质监测视图地质传感器地质传感器地质监测视图地质传感器地质传感器地质监测视图网络模块网络模块Trimble 网络模块网络模块 开始Trimble 网络模块网络模块 开始Trimble 网络模块网络模块 开始Trimble 网络模块网络模块 开始Trimble 网络模块网络模块 开始