CN106908807B - 伪码调制导航定位及变形监测、监测终端、监测中心、导航接收机和码数据管理中心 - Google Patents

伪码调制导航定位及变形监测、监测终端、监测中心、导航接收机和码数据管理中心 Download PDF

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CN106908807B
CN106908807B CN201710112444.8A CN201710112444A CN106908807B CN 106908807 B CN106908807 B CN 106908807B CN 201710112444 A CN201710112444 A CN 201710112444A CN 106908807 B CN106908807 B CN 106908807B
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Abstract

本发明涉及一种伪码调制导航定位及变形监测、监测终端、监测中心、导航接收机和码数据管理中心,所述方法包括：接收卫星电文信号；根据所述卫星电文信号获取变形监测终端定位授时信息；使用伪码调制所述变形监测终端定位授时信息，获取伪码调制信息，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；利用数据调频广播信号发送所述伪码调制信息至变形监测中心和/或用户导航接收机，以使所述变形监测中心对变形监测终端所在建筑物进行变形监测，和/或使用户导航接收机进行导航定位。本发明所使用的伪码以2的整数次幂为码长，为可以便捷地采用快速傅立叶变换算法进行码相位并行捕获，大大降低了计算量。

Description

伪码调制导航定位及变形监测、监测终端、监测中心、导航接 收机和码数据管理中心
技术领域
本发明涉及卫星导航技术领域，特别是涉及伪码调制导航定位及变形监测、监测终端、监测中心、导航接收机和码数据管理中心。
背景技术
近年来，随着土木建筑行业的飞速发展，各类高层民用建筑和桥梁、堤坝等大型建筑不断涌现。为了防范建筑物变形坍塌带来的危害，国内外对于建筑变形监测技术的发展和研究也愈加重视。在传统的建筑物变形监测技术领域中，***间信息的传递，不但消耗了大量的网络资源，而且信息的准确度也不能保证，导致变形监测的整体效率下降。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种伪码调制导航定位及变形监测、监测终端，监测中心、导航接收机和码数据管理中心，其中所述方法包括：
接收卫星电文信号；
根据所述卫星电文信号获取变形监测终端定位授时信息，所述变形监测终端定位授时信息包括：变形监测终端自身位置和变形监测终端授时信息；
使用伪码调制所述变形监测终端定位授时信息，获取伪码调制信息，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
利用数据调频广播信号发送所述伪码调制信息至变形监测中心和/或用户导航接收机，以使所述变形监测中心对变形监测终端所在建筑物进行变形监测，和/或使用户导航接收机进行导航定位。
在其中一个实施例中，在使用伪码调制所述变形监测终端定位授时信息的步骤之前，所述方法还包括：
接收并解调变形监测中心发送的第一数据调频广播信号，和码数据管理中心发送的第二数据调频广播信号，获取所述第一数据调频广播信号中的变形监测中心所在区域标识和变形监测中心通信地址，以及获取所述第二数据调频广播信号中的码数据管理中心通信地址；
根据所述变形监测中心所在区域标识，配置变形监测终端自身归属区域标识；并根据所在建筑物标识，配置变形监测终端自身归属建筑物标识；
根据所述码数据管理中心通信地址，向所述码数据管理中心发送第一注册请求，所述第一注册请求携带变形监测终端自身标识和所述变形监测终端自身归属区域标识；
接收所述码数据管理中心发送的伪码；
根据所述变形监测中心通信地址，向所述变形监测中心发送第二注册请求，所述第二注册请求携带所述变形监测终端自身标识、所述变形监测终端自身归属建筑物标识和所述伪码；
接收所述变形监测中心发送的注册成功消息。
在其中一个实施例中，在接收卫星电文信号的步骤之前，所述方法还包括：
接收导航定位辅助增强***信号，所述导航定位辅助增强***信号包括：低轨卫星导航定位辅助增强***信号或共生导航定位及变形监测定位辅助增强***信号；
根据所述导航定位辅助增强***信号，获取捕获卫星信号辅助信息和卫星信号差分修正信息；
所述接收卫星电文信号，包括：
根据所述捕获卫星信号辅助信息和变形监测终端自身初始位置，获取卫星电文信号，所述变形监测终端自身初始位置，包括历史定位位置或所述变形监测中心位置；
所述根据所述卫星电文信号获取变形监测终端定位授时信息，包括：
根据所述卫星信号差分修正信息，对所述卫星电文信号进行修正，获取修正卫星电文信号；
根据所述修正卫星电文信号，获取变形监测终端自身位置和变形监测终端授时信息。
在其中一个实施例中，所述方法包括：
建立变形监测坐标系，所述变形监测坐标系为包括高度的三维坐标系；
接收变形监测终端发送的数据调频广播信号，并读取所述变形监测终端的伪码解调所述数据调频广播信号，获取变形监测终端定位授时信息，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
将所述变形监测终端定位授时信息的坐标系转换为所述变形监测坐标系，获取转换变形监测终端自身位置；
根据所述转换变形监测终端自身位置，对所述变形监测终端所在的建筑物进行变形监测。
在其中一个实施例中，在读取所述变形监测终端的伪码解调所述数据调频广播信号的步骤之前，所述方法还包括：
接收变形监测终端发送的第二注册请求，所述第二注册请求携带所述变形监测终端自身标识、变形监测终端自身归属建筑物标识和伪码，所述伪码由码数据管理中心分配给所述变形监测终端；
记录所述监测终端自身标识、所述变形监测终端自身归属建筑物标识和所述伪码；
向所述变形监测终端发送注册成功消息。
在其中一个实施例中，所述对所述变形监测终端所在的建筑物进行变形监测，包括：
根据预设的第一时间间隔，将所述转换变形监测终端自身位置与第二时间间隔内上一个时间间隔的所述转换变形监测终端自身位置进行比较，获取第一差值，所述第一时间间隔小于第二事件间隔；
当所述第一差值大于后等于变形门限值时，发送所述建筑物变形的警报。
在其中一个实施例中，所述方法包括：
获取初始定位信息，获取用户导航接收机自身初始位置，所述初始定位信息包括卫星定位信息或移动网络定位信息；
向码数据管理中心发送所述用户导航接收机自身初始位置，并向所述码数据管理中心请求所述用户导航接收机自身初始位置所在区域的变形监测终端的伪码范围，所述码数据管理中心对变形监测终端的伪码信息进行管理，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
接收所述码数据管理中心发送的伪码范围；
根据所述伪码范围，捕获所述伪码范围内的变形监测终端发送的变形监测终端定位授时信息；
根据所述变形监测终端定位授时信息进行导航定位。
在其中一个实施例中，所述方法包括：
接收变形监测终端发送的第一注册请求，所述第一注册请求携带所述变形监测终端自身标识和所述变形监测终端自身归属区域标识；
为所述变形监测终端生成伪码，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
计算所述伪码与所述变形监测终端自身归属区域标识所在区域内的各伪码之间的相关性，获取相关系数；
当所述相关系数小于相关阈值时，向所述变形监测终端发送所述伪码。
在其中一个实施例中，通过设置在建筑物不同位置的各变形监测终端，通过接收卫星电文信号获取自身位置信息和授时信息，获取变形监测终端定位授时信息，并利用数据调频广播信号将所述变形监测终端定位授时信息发送至变形监测中心和/或用户导航接收机，以使所述变形监测中心对变形监测终端所在建筑物进行变形监测，和/或使用户导航接收机进行导航定位。本实施例中变形监测终端所发送的数据调频广播信号，可以供建筑物变形监测使用，同时也可以供用户导航接收机进行导航定位使用，同时本实施例中的信息传递方式为数据调频广播信号，可在提供广泛服务覆盖范围的基础上保持低成本的优势，提高***的可靠性。同时，本实施例所使用的伪码以2的整数次幂为码长，为可以便捷地采用快速傅立叶变换算法进行码相位并行捕获，大大降低了计算量。
在其中一个实施例中，在变形监测终端安装时，由变形监测终端分别接收变形监测中心和码数据管理中心发送的数据调频广播信号，接收码数据管理中心分配的伪码后，向变形监测中心进行注册。本实施例所提供的变形监测终端安装时的伪码获取和注册过程，提高了整个***的伪码管理效率，也保证了伪码的使用效率。
在其中一个实施例中，在变形监测终端接收卫星电文信号之前，首先利用导航定位辅助增强***信号获取卫星信号辅助信息和差分修正信息，在根据所述辅助信息和差分修正信息，和接收到的卫星电文信号，确定变形监测终端的自身位置和授时信息。由于使用了导航定位辅助增强***信号，使得变形监测终端的定位授时信息更加准确，使得变形监测中心的变形监测结果和用户导航接收机的导航定位结果都更加准确。
在其中一个实施例中，变形监测中心通过建立变形监测坐标系，根据接收到的数据调频广播信号中，和读取的所述变形监测终端的伪码，解调出定位授时信息，进行坐标系的转换后，对所有的变形监测终端所发送的位置信息进行统一坐标系下的分析，对建筑物进行变形监测。采用变形监测坐标系，使得变形监测中心对于数量众多的变形监测终端所发送的信息，能够进行归一化的分析，提高了信息处理的效率，也提高了信息处理的准确率。由于使用了本实施例中的伪码，大大降低了变形监测终端的的计算量，提高了变形监测***的计算效率。
在其中一个实施例中，变形监测中心所管理的变形监测终端的数量众多，随时加入或退出的变形监测终端的数量也很多，为更好的对其覆盖区域内的各变形监测终端进行管理，变形监测中心以数据调频广播信号方式，发送自身标识、位置坐标信息和所在区域标识以及通信地址信息，以使接收到所述广播信号的变形监测终端在变形监测中心进行注册等，参与整个***的信息交互过程，能够提高变形监测的整体效率。
在其中一个实施例中，变形监测中心根据预设的第一时间间隔，将所述转换变形监测终端自身位置与第二时间间隔内上一个时间间隔的自身位置进行比较后获取差值的方法，对建筑物进行变形监测，通过设定第一时间间隔和第二时间间隔，可以对建筑物进行不同需求的短期监测或长期监测，从而满足不同建筑物的不同监测需求。
在其中一个实施例中，用户导航接收机向码数据管理中心请求伪码范围，捕获自身初始位置所在范围内的变形监测终端发送的定位授时信息，可以使得用户导航接收机捕获到定位授时信息更加高效，更加准确，定位结果更加准确。伪码范围的请求，避免了需要捕获的伪码数量过于庞大。
在其中一个实施例中，码数据管理中心，根据变形监测终端的请求为其动态分配伪码，其生成过程十分便捷，可生成的码数量不受金码生成规律的限制。
本发明还提供一种变形监测终端，包括：
卫星电文信号接收模块，用于接收卫星电文信号；
变形监测终端定位授时信息获取模块，用于根据所述卫星电文信号获取变形监测终端定位授时信息，所述变形监测终端定位授时信息包括：变形监测终端自身位置和变形监测终端授时信息；
伪码调制模块，用于使用伪码调制所述变形监测终端定位授时信息，获取伪码调制信息，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
伪码调制信息发送模块，用于利用数据调频广播信号发送所述伪码调制信息至变形监测中心和/或用户导航接收机，以使所述变形监测中心对变形监测终端所在建筑物进行变形监测，和/或使用户导航接收机进行导航定位。
在其中一个实施例中，还包括：
接收解调模块，用于接收并解调变形监测中心发送的第一数据调频广播信号，和码数据管理中心发送的第二数据调频广播信号，获取所述第一数据调频广播信号中的变形监测中心所在区域标识和变形监测中心通信地址，以及获取所述第二数据调频广播信号中的码数据管理中心通信地址；
信息配置模块，用于根据所述变形监测中心所在区域标识，配置变形监测终端自身归属区域标识；并根据所在建筑物标识，配置变形监测终端自身归属建筑物标识；
发送模块，用于根据所述码数据管理中心通信地址，向所述码数据管理中心发送第一注册请求，所述第一注册请求携带变形监测终端自身标识和所述变形监测终端自身归属区域标识；
所述接收解调模块，用于接收所述码数据管理中心发送的伪码；
所述发送模块，还用于根据所述变形监测中心通信地址，向所述变形监测中心发送第二注册请求，所述第二注册请求携带所述变形监测终端自身标识、所述变形监测终端自身归属建筑物标识和所述伪码；
所述接收解调模块，还用于接收所述变形监测中心发送的注册成功消息。
在其中一个实施例中，还包括：
辅助增强***信号接收模块，用于接收导航定位辅助增强***信号，所述导航定位辅助增强***信号包括：低轨卫星导航定位辅助增强***信号或共生导航定位及变形监测定位辅助增强***信号；
辅助和差分信息获取模块，用于根据所述导航定位辅助增强***信号，获取捕获卫星信号辅助信息和卫星信号差分修正信息；
所述卫星电文信号接收模块，还用于根据所述捕获卫星信号辅助信息和变形监测终端自身初始位置，获取卫星电文信号，所述变形监测终端自身初始位置，包括历史定位位置或所述变形监测中心位置；
所述变形监测终端定位授时信息获取模块，还用于根据所述卫星信号差分修正信息，对所述卫星电文信号进行修正，获取修正卫星电文信号；根据所述修正卫星电文信号，获取变形监测终端自身位置和变形监测终端授时信息。
在其中一个实施例中，通过设置在建筑物不同位置的各变形监测终端，通过接收卫星电文信号获取自身位置信息和授时信息，获取变形监测终端定位授时信息，并利用数据调频广播信号将所述变形监测终端定位授时信息发送至变形监测中心和/或用户导航接收机，以使所述变形监测中心对变形监测终端所在建筑物进行变形监测，和/或使用户导航接收机进行导航定位。本实施例中变形监测终端所发送的数据调频广播信号，可以供建筑物变形监测使用，同时也可以供用户导航接收机进行导航定位使用，同时本实施例中的信息传递方式为数据调频广播信号，可在提供广泛服务覆盖范围的基础上保持低成本的优势，提高***的可靠性。同时，本实施例所使用的伪码以2的整数次幂为码长，为可以便捷地采用快速傅立叶变换算法进行码相位并行捕获，大大降低了计算量。
在其中一个实施例中，在变形监测终端安装时，由变形监测终端分别接收变形监测中心和码数据管理中心发送的数据调频广播信号，接收码数据管理中心分配的伪码后，向变形监测中心进行注册。本实施例所提供的变形监测终端安装时的伪码获取和注册过程，提高了整个***的伪码管理效率，也保证了伪码的使用效率。
在其中一个实施例中，在变形监测终端接收卫星电文信号之前，首先利用导航定位辅助增强***信号获取卫星信号辅助信息和差分修正信息，在根据所述辅助信息和差分修正信息，和接收到的卫星电文信号，确定变形监测终端的自身位置和授时信息。由于使用了导航定位辅助增强***信号，使得变形监测终端的定位授时信息更加准确，使得变形监测中心的变形监测结果和用户导航接收机的导航定位结果都更加准确。
本发明还提供一种变形监测中心，包括：
变形监测坐标系建立模块，用于建立变形监测坐标系，所述变形监测坐标系为包括高度的三维坐标系；
定位授时信息获取模块，用于接收变形监测终端发送的数据调频广播信号，并读取所述变形监测终端的伪码解调所述数据调频广播信号，获取变形监测终端定位授时信息，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
坐标系转换模块，用于将所述变形监测终端定位授时信息的坐标系转换为所述变形监测坐标系，获取转换变形监测终端自身位置；
变形监测模块，用于根据所述转换变形监测终端自身位置，对所述变形监测终端所在的建筑物进行变形监测。
在其中一个实施例中，还包括：
第二注册请求接收模块，用于接收变形监测终端发送的第二注册请求，所述第二注册请求携带所述变形监测终端自身标识、变形监测终端自身归属建筑物标识和伪码，所述伪码由码数据管理中心分配给所述变形监测终端；
记录模块，用于记录所述监测终端自身标识、所述变形监测终端自身归属建筑物标识和所述伪码；
注册成功消息发送模块，用于向所述变形监测终端发送注册成功消息。
在其中一个实施例中，所述变形监测模块，还用于：
根据预设的第一时间间隔，将所述转换变形监测终端自身位置与第二时间间隔内上一个时间间隔的所述转换变形监测终端自身位置进行比较，获取第一差值，所述第一时间间隔小于第二事件间隔；
当所述第一差值大于后等于变形门限值时，发送所述建筑物变形的警报。
在其中一个实施例中，变形监测中心通过建立变形监测坐标系，根据接收到的数据调频广播信号中，和读取的所述变形监测终端的伪码，解调出定位授时信息，进行坐标系的转换后，对所有的变形监测终端所发送的位置信息进行统一坐标系下的分析，对建筑物进行变形监测。采用变形监测坐标系，使得变形监测中心对于数量众多的变形监测终端所发送的信息，能够进行归一化的分析，提高了信息处理的效率，也提高了信息处理的准确率。由于使用了本实施例中的伪码，大大降低了变形监测终端的的计算量，提高了变形监测***的计算效率。
在其中一个实施例中，在变形监测终端新安装时，便在变形监测中心进行注册，其注册信息中携带伪码信息，所述变形监测终端的注册过程，便于变形监测中心的统一管理，能够提高变形监测的整体效率。
在其中一个实施例中，变形监测中心根据预设的第一时间间隔，将所述转换变形监测终端自身位置与第二时间间隔内上一个时间间隔的自身位置进行比较后获取差值的方法，对建筑物进行变形监测，通过设定第一时间间隔和第二时间间隔，可以对建筑物进行不同需求的短期监测或长期监测，从而满足不同建筑物的不同监测需求。
本发明还提供一种用户导航接收机，包括：
初始定位信息获取模块，用于获取初始定位信息，获取用户导航接收机自身初始位置，所述初始定位信息包括卫星定位信息或移动网络定位信息；
伪码范围请求模块，用于向码数据管理中心发送所述用户导航接收机自身初始位置，并向所述码数据管理中心请求所述用户导航接收机自身初始位置所在区域的变形监测终端的伪码范围，所述码数据管理中心对变形监测终端的伪码信息进行管理，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
伪码范围接收模块，用于接收所述码数据管理中心发送的伪码范围；
定位授时信息获取模块，用于根据所述伪码范围，捕获所述伪码范围内的变形监测终端发送的变形监测终端定位授时信息；
导航定位模块，用于根据所述变形监测终端定位授时信息进行导航定位。
在其中一个实施例中，用户导航接收机向码数据管理中心请求伪码范围，捕获自身初始位置所在范围内的变形监测终端发送的定位授时信息，可以使得用户导航接收机捕获到定位授时信息更加高效，更加准确，定位结果更加准确。伪码范围的请求，避免了需要捕获的伪码数量过于庞大。
本发明还提供一种码数据管理中心，包括：
第一注册请求获取接收模块，用于接收变形监测终端发送的第一注册请求，所述第一注册请求携带所述变形监测终端自身标识和所述变形监测终端自身归属区域标识；
伪码生成模块，用于为所述变形监测终端生成伪码，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
相关性判断模块，用于计算所述伪码与所述变形监测终端自身归属区域标识所在区域内的各伪码之间的相关性，获取相关系数；
伪码发送模块，用于当所述相关系数小于相关阈值时，向所述变形监测终端发送所述伪码。
在其中一个实施例中，码数据管理中心，根据变形监测终端的请求为其动态分配伪码，其生成过程十分便捷，可生成的码数量不受金码生成规律的限制。
附图说明
图1为伪码调制共生导航定位及变形监测***的结构示意图；
图2为一个实施例的伪码调制共生导航定位及变形监测方法的流程示意图；
图3为另一个实施例的伪码调制共生导航定位及变形监测方法的流程示意图；
图4为另一个实施例的伪码调制共生导航定位及变形监测方法的流程示意图；
图5为另一个实施例的伪码调制共生导航定位及变形监测方法的流程示意图；
图6为并行码相位捕获算法示意图；
图7为一个实施例的变形监测终端的结构示意图；
图8为一个实施例的变形监测中心的结构示意图；
图9为一个实施例的用户导航接收机的结构示意图；
图10为一个实施例的码数据管理中心的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了满足不同应用领域的需求，变形监测精度需在毫米级甚至亚毫米级。随着GNSS卫星定位技术的进步和接收机硬件性能的提升，以及各类辅助增强导航***的发展，采用GNSS卫星定位技术完全可以满足变形监测所需精度，在变形监测领域得到了广泛的应用。
另一方面，在导航定位技术领域中，基于多源融合定位思想实现高可用、高可靠、高精度的导航定位始终是当前GNSS导航定位重点发展方向之一，尤其是实现室内外无缝衔接的亚米级、厘米级导航定位，具有突出的意义。
综上，本发明提出了一种基于共生思想的导航定位和变形监测方法与***，将工业和民用建筑的变形监测作业与高可用、高可靠、高精度定位导航功能以共生的方式融合为一体，具有非常重要的实现意义和十分广泛的应用前景。
如图1所示的基于调频数据广播的共生导航定位和变形监测***中，根据本发明的共生导航定位和变形监测方法，涉及GNSS卫星、变形监测终端、小区变形监测中心、码数据管理中心、用户导航接收机五个部分。以某居民小区对该小区内楼房进行变形监测为例，对于某一建筑，需要在楼顶角落等特定位置安装两个以上变形监测终端，各个变形监测终端接收GNSS卫星的导航定位信号，对自身进行高精度的定位授时，并将自身定位授时结果采用数据调频广播电文方式分发给小区变形监测中心和周边的用户导航定位接收机；小区变形监测中心实时对该建筑各个变形监测终端的精密位置数据进行监测分析，判断各个建筑是否有发生变形坍塌的隐患；码数据管理中心管理所有变形监测终端的伪码信息，当用户导航接收机发出码范围请求时，告知用户导航接收机所在区域变形监测终端可能的伪码范围，用户导航接收机据此接收周围变形监测终端信号，以功能共生的思想视为伪卫星信号，结合GNSS卫星导航定位信号，完成对自身的精确定位导航或室内定位等工作。
所述码数据管理中心，可与变形监测中心设置为一体，也可分开设置，根据具体的应用场景和实际需求灵活设定即可。
图2为一个实施例的伪码调制共生导航定位及变形监测方法的流程示意图，如图2所示的伪码调制共生导航定位及变形监测方法，包括：
步骤S10，接收卫星电文信号。
具体的，变形监测终端负责接收各卫星的电文信号。
步骤S20，根据所述卫星电文信号获取变形监测终端定位授时信息，所述变形监测终端定位授时信息包括：变形监测终端自身位置和变形监测终端授时信息。
具体的，根据所述卫星电文信号，获取变形监测终端的自身位置信息和授时信息。其中，解析卫星电文信号，进行定位和授时信息获取，均采用传统的卫星定位和授时信息获取方法即可。
步骤S30，使用伪码调制所述变形监测终端定位授时信息，获取伪码调制信息，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列。
具体的，传统GPS卫星信号的C/A码采用1023长度的金码，共存在1025个不同序列，虽然足够分配给全部GPS卫星使用，但考虑到有限范围内楼宇数量庞大的居民楼聚集区或技术产业园区，以及根据需要随时增添的变形监测终端数量，需要一种生成方便、码数量上限足够大的伪随机序列码作为变形监测终端专用的伪码。因此，本实施例提供一种新的伪码，特征如下：
1)与传统C/A码不同，该伪码码长为2n，即2的整数次幂。
2)抛弃m序列的生成方式，伪码在一个周期内部为随机序列，并以2n为周期重复。
采用2n作为伪码长度的优势在于：在对信号进行捕获时，可以直接采用快速傅里叶变换(FFT)进行并行频率搜索和码相位搜索，大大减少传统傅里叶变换的乘法和加法运算次数，降低运算复杂度，同时提升捕获速度。
步骤S40，利用数据调频广播信号发送所述伪码调制信息至变形监测中心和/或用户导航接收机，以使所述变形监测中心对变形监测终端所在建筑物进行变形监测，和/或使用户导航接收机进行导航定位。
具体的，将所述定位授时信息，利用数据调频广播信号的方式进行广播，以使变形监测中心和/或用户导航接收机接收广播信号后，分别进行变形监测和导航定位。
所述调频数据广播指目前已经广泛覆盖的87--108MHz广播电台网络的任一广播发射机。目前我国调频广播网络已经建设完成，广播发射机设备也广泛地覆盖了全国各地，而本发明提出的***并不需要修改和新建立广播发射机设备。为了不对广播电台本身需要发送的内容造成干扰，可以采用共生调频数据广播技术。该技术基于立体声调频信号实际信号主体在±75KHz以内，而±[75,150]KHz的频谱上调频信号功率非常低这一现象，对这一段频谱资源进行再利用。
本发明所述的基于调频数据广播的导航方法可以采用上述共生调频数据广播，也可以采用调频频段数字音频广播CDR(GY/T 268.1—2013调频频段数字音频广播国家标准)的数据传输通道，或者采用基于调频副载波的数据广播RDS(Radio Data System，是一种广泛使用的调频数据广播技术，数据速率约为1.1kbps，相关国际标准：IEC 62106:2015Specification of the radio data system(RDS)for VHF/FM sound broadcasting inthe frequency range from 87,5MHz to 108,0MHz)。当然，本发明不限于上述广播技术体制，也可利用其它广播体制。
对所述变形监测终端定位授时信息进行数矩调频广播时，一般采用固定的广播电文格式，变形监测终端帧长300bit，采用50bps的数据速率进行广播时，用户接收机每6s可以获取一个位置信息，满足应用需求，电文各字段的含义如表1所示。
表1变形监测终端电文字段含义：
字段 含义
Preamble 预设帧头，形如”11100010010”
Terminal ID 变形监测终端ID
GPS Week Num GPS周数
Sec of Week GPS周内秒数
Nanosecond 纳秒数(根据应用需求精确到前n位)
Pos X ECEF坐标系(或惯性坐标系)下X轴位置
Pos Y ECEF坐标系(或惯性坐标系)下Y轴位置
Pos Z ECEF坐标系(或惯性坐标系)下Z轴位置
Parity 奇偶校验字段，每一位对应前面一个字段的奇偶校验值
在本实施例中，通过设置在建筑物不同位置的各变形监测终端，通过接收卫星电文信号获取自身位置信息和授时信息，获取变形监测终端定位授时信息，并利用数据调频广播信号将所述变形监测终端定位授时信息发送至变形监测中心和/或用户导航接收机，以使所述变形监测中心对变形监测终端所在建筑物进行变形监测，和/或使用户导航接收机进行导航定位。本实施例中变形监测终端所发送的数据调频广播信号，可以供建筑物变形监测使用，同时也可以供用户导航接收机进行导航定位使用，同时本实施例中的信息传递方式为数据调频广播信号，可在提供广泛服务覆盖范围的基础上保持低成本的优势，提高***的可靠性。同时，本实施例所使用的伪码以2的整数次幂为码长，为可以便捷地采用快速傅立叶变换算法进行码相位并行捕获，大大降低了计算量。
在其中一个实施例中，在使用伪码调制所述变形监测终端定位授时信息的步骤之前，所述方法还包括：
接收并解调变形监测中心发送的第一数据调频广播信号，和码数据管理中心发送的第二数据调频广播信号，获取所述第一数据调频广播信号中的变形监测中心所在区域标识和变形监测中心通信地址，以及获取所述第二数据调频广播信号中的码数据管理中心通信地址；根据所述变形监测中心所在区域标识，配置变形监测终端自身归属区域标识；并根据所在建筑物标识，配置变形监测终端自身归属建筑物标识；根据所述码数据管理中心通信地址，向所述码数据管理中心发送第一注册请求，所述第一注册请求携带变形监测终端自身标识和所述变形监测终端自身归属区域标识；接收所述码数据管理中心发送的伪码；根据所述变形监测中心通信地址，向所述变形监测中心发送第二注册请求，所述第二注册请求携带所述变形监测终端自身标识、所述变形监测终端自身归属建筑物标识和所述伪码；接收所述变形监测中心发送的注册成功消息。
具体的，变形监测终端搜索附近小区变形监测中心信号，获得附近的小区名称、小区ID、小区变形监测中心网络通信地址等信息，由安装人员选择配置所属小区和所在建筑编号，获得所属小区ID和所在建筑ID；变形监测终端搜索附近码数据管理中心信号，获得其网络通信地址并存储；变形监测终端通过移动通信等无线通信方式向码数据管理中心发送注册请求，包含自身ID和所属小区ID信息；码数据管理中心接收注册请求，生成长度为2n的随机序列作为该变形监测终端的伪码，并检测是否与同小区正在使用的各伪码有较强相关性，若有则重新生成；所述随机序列可采用基于数学或逻辑算法产生的伪随机序列，或基于计算机***或电路设备作为真随机源产生的真随机序列。随机序列需要满足的特征有：有良好的自相关性；与其他已作为伪码使用的随机序列不相关。基于数学或逻辑算法产生伪随机序列时，其产生算法可采用任何已成熟的伪随机序列产生算法，但要求该算法可产生不同伪随机序列的数量上限不存在明显限制。因此，生成m序列和金码的方法在本方法的伪码生成中不适用。适用的算法例如：线性同余法，逆同余法等。码数据管理中心记录变形监测终端ID、所属小区ID及其伪码，并将伪码返回给变形监测终端；变形监测终端根据获取的网络通信地址向小区变形监测中心发送注册请求，同时发送自身ID、所在建筑ID和伪码，小区变形监测中心进行记录并返回注册成功消息。
在本实施例中，在变形监测终端安装时，由变形监测终端分别接收变形监测中心和码数据管理中心发送的数据调频广播信号，接收码数据管理中心分配的伪码后，向变形监测中心进行注册。本实施例的变形监测终端安装时的伪码获取和注册过程，提高了整个***的伪码管理效率，也保证了伪码的使用效率。
在其中一个实施例中，在接收卫星电文信号的步骤之前，所述方法还包括：接收导航定位辅助增强***信号，所述导航定位辅助增强***信号包括：低轨卫星导航定位辅助增强***信号或共生导航定位及变形监测定位辅助增强***信号；根据所述导航定位辅助增强***信号，获取捕获卫星信号辅助信息和卫星信号差分修正信息；所述接收卫星电文信号，包括：根据所述捕获卫星信号辅助信息和变形监测终端自身初始位置，获取卫星电文信号，所述变形监测终端自身初始位置，包括历史定位位置或所述变形监测中心位置；所述根据所述卫星电文信号获取变形监测终端定位授时信息，包括：根据所述卫星信号差分修正信息，对所述卫星电文信号进行修正，获取修正卫星电文信号；根据所述修正卫星电文信号，获取变形监测终端自身位置和变形监测终端授时信息。
具体的，为了满足对建筑物进行变形监测的需求，各个变形监测终端自身的定位结果需要达到较高的精度，该精度标准可根据变形监测需求确定，如ECEF坐标系下三轴位置误差不超过1mm。变形监测对数据时间的精度要求较为宽松，精确到秒即可，但作为伪卫星导航定位信号，需要达到较高的授时精度，如10ns。为了达到上述定位授时精度，可采用导航定位辅助增强***，如低轨卫星导航定位辅助增强***、基于调频数据广播的导航定位辅助增强***等。变形监测终端接收导航定位辅助增强***信号，处理得到对各GNSS卫星信号进行捕获跟踪时的辅助信息，包括估测卫星位置、时间、频率等；同时处理得到各GNSS卫星信号的差分修正信息。变形监测终端根据自身大致位置及辅助信息，采用已有捕获跟踪算法完成对各GNSS卫星信号的捕获跟踪。其中变形监测终端的大致位置可采用历史定位结果、所属小区变形监测中心位置或最近的码数据管理中心位置。
在本实施例中，在变形监测终端接收卫星电文信号之前，首先利用导航定位辅助增强***信号获取卫星信号辅助信息和差分修正信息，在根据所述辅助信息和差分修正信息，和接收到的卫星电文信号，确定变形监测终端的自身位置和授时信息。由于使用了导航定位辅助增强***信号，使得变形监测终端的定位授时信息更加准确，使得变形监测中心的变形监测结果和用户导航接收机的导航定位结果都更加准确。
在其中一个实施例中，利用数据调频广播信号，采用码分多址的方式发送所述变形监测终端定位授时信息至变形监测中心和/或用户导航接收机。
具体的，码分多址的方式，提高了数据调频广播信号的信息携带量，各变形监测终端采用码分多址方式广播分发自身高精度位置和时间信息时，由于同一建筑需要安装多个变形监测终端以达到变形监测的目的，在楼宇相对密集的区域，变形监测终端的分布也会十分密集，从而在码分多址方式下，需要数量庞大的伪码对各个变形监测终端的信号进行区分。传统GPS卫星信号的C/A码是采用1023长度的金码，共存在1025个不同序列，足够分配给全部GPS卫星使用。
在本实施例中，变形监测终端采用码分多址的方式利用数据调频广播信号发送变形监测终端定位授时信息，在数据调频广播信号的基础上，利用码分多址的方式，进一步提高了数据调频广播信号的信息承载量，从而提高了变形监测终端的信息发送量，从而提高了变形监测中心的变形监测结果的准确率，也用户导航接收机的导航定位结果的准确率。
图3为另一个实施例的伪码调制共生导航定位及变形监测方法的流程示意图，如图3所示的伪码调制共生导航定位及变形监测方法，包括：
步骤S1，建立变形监测坐标系，所述变形监测坐标系为包括高度的三维坐标系。
具体的，具体的，对每一建筑建立变形监测坐标系，其中x轴指向东，y轴指向北，z轴指向上空，构成右手直角坐标系，坐标可采用米为单位，精确到毫米。
步骤S2，接收变形监测终端发送的数据调频广播信号，并读取所述变形监测终端的伪码解调所述数据调频广播信号，获取变形监测终端定位授时信息，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列。
具体的，变形监测中心接收各个变形监测终端的高精度定位授时信息，根据每个变形监测终端的伪码，进行解调后，获取变形监测终端定位授时信息，按照不同建筑进行分类存储以便处理。
步骤S3，将所述变形监测终端定位授时信息的坐标系转换为所述变形监测坐标系，获取转换变形监测终端自身位置。
具体的，对同一建筑上的所有变形监测终端的高精度位置信息，将ECEF坐标系或惯性坐标系下的位置坐标转换为变形监测坐标系下的位置坐标。采用变形监测坐标系的好处是可以较为直观地查看建筑在水平和垂直方向的形变。
步骤S4，根据所述转换变形监测终端自身位置，对所述变形监测终端所在的建筑物进行变形监测。
具体的，将转换了坐标系后的自身位置，通过自身位置在预设时间间隔内的变化情况，即可对建筑物进行变形监控。变形监测中心实时监测同一建筑上不同变形监测终端的位置变化，判定该建筑是否发生变形。
在本实施例中，变形监测中心通过建立变形监测坐标系，根据接收到的数据调频广播信号中，和读取的所述变形监测终端的伪码，解调出定位授时信息，进行坐标系的转换后，对所有的变形监测终端所发送的位置信息进行统一坐标系下的分析，对建筑物进行变形监测。采用变形监测坐标系，使得变形监测中心对于数量众多的变形监测终端所发送的信息，能够进行归一化的分析，提高了信息处理的效率，也提高了信息处理的准确率。由于使用了本实施例中的伪码，大大降低了变形监测终端的的计算量，提高了变形监测***的计算效率。
在其中一个实施例中，在读取所述变形监测终端的伪码解调所述数据调频广播信号的步骤之前，所述方法还包括：接收变形监测终端发送的第二注册请求，所述第二注册请求携带所述变形监测终端自身标识、变形监测终端自身归属建筑物标识和伪码，所述伪码由码数据管理中心分配给所述变形监测终端；记录所述监测终端自身标识、所述变形监测终端自身归属建筑物标识和所述伪码；向所述变形监测终端发送注册成功消息。
在本实施例中，变形监测中心所管理的变形监测终端的数量众多，随时加入或退出的变形监测终端的数量也很多，为更好的对其覆盖区域内的各变形监测终端进行管理，变形监测中心以数据调频广播信号方式，发送自身标识、位置坐标信息和所在区域标识以及通信地址信息，以使接收到所述广播信号的变形监测终端在变形监测中心进行注册等，参与整个***的信息交互过程，能够提高变形监测的整体效率。
在其中一个实施例中，所述对所述变形监测终端所在的建筑物进行变形监测，包括：根据预设的第一时间间隔，将所述转换变形监测终端自身位置与第二时间间隔内上一个时间间隔的所述转换变形监测终端自身位置进行比较，获取第一差值，所述第一时间间隔小于第二事件间隔；当所述第一差值大于后等于变形门限值时，发送所述建筑物变形的警报。
具体的，对各变形监测终端的位置坐标，同时进行短期和长期监测：
1)短期监测：指对建筑物在一天内的形变监测。每经过一个设定的时间间隔Δts(此处指如10s、1min等较短的时间间隔)对所有变形监测位置进行处理，比较一段时间(如1h)以前的参考数据，当位置坐标变化超过预先设定的门限值(如5mm)时，发出快速变形警报信息，上报给相关部门或人员进行处理。
2)长期监测：指对建筑物在若干年内的形变监测。每经过一个设定的时间间隔Δtl(此处指1个月等较长的时间间隔)对所有变形监测位置进行处理，比较一段时间(如5年)以前的参考数据，当位置坐标变化超过预先设定的门限值(如10cm)时，发出缓慢变形警报信息，上报给相关部门或人员进行处理。
在本实施例中，变形监测中心根据预设的第一时间间隔，将所述转换变形监测终端自身位置与第二时间间隔内上一个时间间隔的自身位置进行比较后获取差值的方法，对建筑物进行变形监测，通过设定第一时间间隔和第二时间间隔，可以对建筑物进行不同需求的短期监测或长期监测，从而满足不同建筑物的不同监测需求。
在本实施例中，变形监测中心根据预设的第一时间间隔，将所述转换变形监测终端自身位置与第二时间间隔内上一个时间间隔的自身位置进行比较后获取差值的方法，对建筑物进行变形监测，通过设定第一时间间隔和第二时间间隔，可以对建筑物进行不同需求的短期监测或长期监测，从而满足不同建筑物的不同监测需求。
图4为另一个实施例的伪码调制共生导航定位及变形监测方法的流程示意图，如图4所示的伪码调制共生导航定位及变形监测方法，包括：
步骤S100，获取初始定位信息，获取用户导航接收机自身初始位置，所述初始定位信息包括卫星定位信息或移动网络定位信息。
具体的，当用户导航接收机可以通过GNSS卫星信号直接进行定位时，可采用该定位结果作为初始粗略位置；当用户导航接收机可以监测自身所在的移动通信蜂窝网络CellID时，可以采用该Cell ID对应的信号塔位置作为自身初始粗略位置。上述两种方法已有成熟方法可以实现。此外，用户导航接收机可以搜索附近小区管理中心信号，选择信号强度最大/信噪比最高的获取其位置信息，作为自身初始粗略位置。
步骤S200，向码数据管理中心发送所述用户导航接收机自身初始位置，并向所述码数据管理中心请求所述用户导航接收机自身初始位置所在区域的变形监测终端的伪码范围，所述码数据管理中心对变形监测终端的伪码信息进行管理，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列。
具体的，所述码数据管理中心负责对变形监测终端进行编码管理，由于变形监测终端数量众多，对其进行入网、注销、伪码信息的管理，都可以由码数据管理中心负责。所述码数据管理中心接收请求，以用户导航接收机粗略位置为圆心，以变形监测终端信号最远覆盖距离d为半径，从数据库中筛选圆形范围内的变形监测终端。
步骤S300，接收所述码数据管理中心发送的伪码范围。
步骤S400，根据所述伪码范围，捕获所述伪码范围内的变形监测终端发送的变形监测终端定位授时信息。
具体的，用户导航接收机根据接收到的伪码范围，可以更有针对性接收并解调变形监控终端发送的定位授时信息。
步骤S500，根据所述变形监测终端定位授时信息进行导航定位。
在其中一个实施例中，用户导航接收机向码数据管理中心请求伪码范围，捕获自身初始位置所在范围内的变形监测终端发送的定位授时信息，可以使得用户导航接收机捕获到定位授时信息更加高效，更加准确，定位结果更加准确。伪码范围的请求，避免了需要捕获的伪码数量过于庞大。
图5为另一个实施例的伪码调制共生导航定位及变形监测方法的流程示意图，如图5所示的伪码调制共生导航定位及变形监测方法，包括：
步骤S100a，接收变形监测终端发送的第一注册请求，所述第一注册请求携带所述变形监测终端自身标识和所述变形监测终端自身归属区域标识。
具体的，码数据管理中心接收变形监测终端发送的第一注册请求后，获取其中携带的变形监测终端ID和其所属小区的小区ID。
步骤S200a，为所述变形监测终端生成伪码，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列。
具体的，传统GPS信号捕获算法包括线性捕获算法、并行频率捕获算法和并行码相位捕获算法等，其中并行码相位算法由于同时对频域和码相位进行并行搜索，具有最高的捕获效率。
该算法涉及到的一个关键步骤就是对码序列进行离散傅里叶变换(DFT)，计算量较大。一个高效计算方法是采用快速傅里叶变换(FFT)减少乘法和加法的次数，从而减小计算量。
长为N点的两个周期性序列x(n)和y(n)相关函数如下：
Figure BDA0001234660990000221
其离散傅里叶变换为：
Figure BDA0001234660990000222
对同样的离散信号x(k),k＝1,2,...,2n，DFT共需22n次加法和22n次乘法，而FFT共需n2n次加法和n2n-1次乘法，以指数级程度降低了计算量。
传统GPS信号C/A码码长为1023，按半码片一个采样点计算，共2046个采样点，而FFT要求信号长度为2的整数次幂，为保证不产生混叠，需要补零采用4096点FFT进行计算。而本发明提出的长度为2n的伪码，以1024长度为例，每半码片一个采样点时可直接采用2048点FFT。
所述随机序列可采用基于数学或逻辑算法产生的伪随机序列，或基于计算机***或电路设备作为真随机源产生的真随机序列。随机序列需要满足的特征有：有良好的自相关性；与其他已作为伪码使用的随机序列不相关。
基于数学或逻辑算法产生伪随机序列时，其产生算法可采用任何已成熟的伪随机序列产生算法，但要求该算法可产生不同伪随机序列的数量上限不存在明显限制。因此，生成m序列和金码的方法在本方法的伪码生成中不适用。适用的算法包括线性同余法，逆同余法等。
步骤S300a，计算所述伪码与所述变形监测终端自身归属区域标识所在区域内的各伪码之间的相关性，获取相关系数。
具体的，采用传统的计算相关系数的成熟算法即可。
步骤S400a，当所述相关系数小于相关阈值时，向所述变形监测终端发送所述伪码。
具体的，如检测与同小区正在使用的各伪码有较强相关性，则需重新生成伪码。
在本实施例中，码数据管理中心，根据变形监测终端的请求为其动态分配伪码，其生成过程十分便捷，可生成的码数量不受金码生成规律的限制。
图7为一个实施例的变形监测终端的结构示意图，如图7所示的变形监测终端，包括：
卫星电文信号接收模块10，用于接收卫星电文信号；还用于根据所述捕获卫星信号辅助信息和变形监测终端自身初始位置，获取卫星电文信号，所述变形监测终端自身初始位置，包括历史定位位置或所述变形监测中心位置。
变形监测终端定位授时信息获取模块20，用于根据所述卫星电文信号获取变形监测终端定位授时信息，所述变形监测终端定位授时信息包括：变形监测终端自身位置和变形监测终端授时信息；还用于根据所述卫星信号差分修正信息，对所述卫星电文信号进行修正，获取修正卫星电文信号；根据所述修正卫星电文信号，获取变形监测终端自身位置和变形监测终端授时信息。
伪码调制模块30，用于使用伪码调制所述变形监测终端定位授时信息，获取伪码调制信息，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列。
伪码调制信息发送模块40，用于利用数据调频广播信号发送所述伪码调制信息至变形监测中心和/或用户导航接收机，以使所述变形监测中心对变形监测终端所在建筑物进行变形监测，和/或使用户导航接收机进行导航定位。
接收解调模块50，用于接收并解调变形监测中心发送的第一数据调频广播信号，和码数据管理中心发送的第二数据调频广播信号，获取所述第一数据调频广播信号中的变形监测中心所在区域标识和变形监测中心通信地址，以及获取所述第二数据调频广播信号中的码数据管理中心通信地址；用于接收所述码数据管理中心发送的伪码；还用于接收所述变形监测中心发送的注册成功消息。
信息配置模块60，用于根据所述变形监测中心所在区域标识，配置变形监测终端自身归属区域标识；并根据所在建筑物标识，配置变形监测终端自身归属建筑物标识。
发送模块70，用于根据所述码数据管理中心通信地址，向所述码数据管理中心发送第一注册请求，所述第一注册请求携带变形监测终端自身标识和所述变形监测终端自身归属区域标识；还用于根据所述变形监测中心通信地址，向所述变形监测中心发送第二注册请求，所述第二注册请求携带所述变形监测终端自身标识、所述变形监测终端自身归属建筑物标识和所述伪码。
辅助增强***信号接收模块80，用于接收导航定位辅助增强***信号，所述导航定位辅助增强***信号包括：低轨卫星导航定位辅助增强***信号或共生导航定位及变形监测定位辅助增强***信号。
辅助和差分信息获取模块90，用于根据所述导航定位辅助增强***信号，获取捕获卫星信号辅助信息和卫星信号差分修正信息。
所述变形监测终端定位授时信息获取模块。
在本实施例中，通过设置在建筑物不同位置的各变形监测终端，通过接收卫星电文信号获取自身位置信息和授时信息，获取变形监测终端定位授时信息，并利用数据调频广播信号将所述变形监测终端定位授时信息发送至变形监测中心和/或用户导航接收机，以使所述变形监测中心对变形监测终端所在建筑物进行变形监测，和/或使用户导航接收机进行导航定位。本实施例中变形监测终端所发送的数据调频广播信号，可以供建筑物变形监测使用，同时也可以供用户导航接收机进行导航定位使用，同时本实施例中的信息传递方式为数据调频广播信号，可在提供广泛服务覆盖范围的基础上保持低成本的优势，提高***的可靠性。同时，本实施例所使用的伪码以2的整数次幂为码长，为可以便捷地采用快速傅立叶变换算法进行码相位并行捕获，大大降低了计算量。在变形监测终端安装时，由变形监测终端分别接收变形监测中心和码数据管理中心发送的数据调频广播信号，接收码数据管理中心分配的伪码后，向变形监测中心进行注册。本实施例所提供的变形监测终端安装时的伪码获取和注册过程，提高了整个***的伪码管理效率，也保证了伪码的使用效率。在变形监测终端接收卫星电文信号之前，首先利用导航定位辅助增强***信号获取卫星信号辅助信息和差分修正信息，在根据所述辅助信息和差分修正信息，和接收到的卫星电文信号，确定变形监测终端的自身位置和授时信息。由于使用了导航定位辅助增强***信号，使得变形监测终端的定位授时信息更加准确，使得变形监测中心的变形监测结果和用户导航接收机的导航定位结果都更加准确。
图8为一个实施例的变形监测中心的结构示意图，如图8所示的变形监测中心，包括：
变形监测坐标系建立模块1，用于建立变形监测坐标系，所述变形监测坐标系为包括高度的三维坐标系。
定位授时信息获取模块2，用于接收变形监测终端发送的数据调频广播信号，并读取所述变形监测终端的伪码解调所述数据调频广播信号，获取变形监测终端定位授时信息，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列。
坐标系转换模块3，用于将所述变形监测终端定位授时信息的坐标系转换为所述变形监测坐标系，获取转换变形监测终端自身位置。
变形监测模块4，用于根据所述转换变形监测终端自身位置，对所述变形监测终端所在的建筑物进行变形监测。还用于根据预设的第一时间间隔，将所述转换变形监测终端自身位置与第二时间间隔内上一个时间间隔的所述转换变形监测终端自身位置进行比较，获取第一差值，所述第一时间间隔小于第二事件间隔；当所述第一差值大于后等于变形门限值时，发送所述建筑物变形的警报。
第二注册请求接收模块5，用于接收变形监测终端发送的第二注册请求，所述第二注册请求携带所述变形监测终端自身标识、变形监测终端自身归属建筑物标识和伪码，所述伪码由码数据管理中心分配给所述变形监测终端。
记录模块6，用于记录所述监测终端自身标识、所述变形监测终端自身归属建筑物标识和所述伪码。
注册成功消息发送模块7，用于向所述变形监测终端发送注册成功消息。
在本实施例中，变形监测中心通过建立变形监测坐标系，根据接收到的数据调频广播信号中，和读取的所述变形监测终端的伪码，解调出定位授时信息，进行坐标系的转换后，对所有的变形监测终端所发送的位置信息进行统一坐标系下的分析，对建筑物进行变形监测。采用变形监测坐标系，使得变形监测中心对于数量众多的变形监测终端所发送的信息，能够进行归一化的分析，提高了信息处理的效率，也提高了信息处理的准确率。由于使用了本实施例中的伪码，大大降低了变形监测终端的的计算量，提高了变形监测***的计算效率。在变形监测终端新安装时，便在变形监测中心进行注册，其注册信息中携带伪码信息，所述变形监测终端的注册过程，便于变形监测中心的统一管理，能够提高变形监测的整体效率。变形监测中心根据预设的第一时间间隔，将所述转换变形监测终端自身位置与第二时间间隔内上一个时间间隔的自身位置进行比较后获取差值的方法，对建筑物进行变形监测，通过设定第一时间间隔和第二时间间隔，可以对建筑物进行不同需求的短期监测或长期监测，从而满足不同建筑物的不同监测需求。
图9为一个实施例的用户导航接收机的结构示意图，如图9所示的用户导航接收机，包括：
初始定位信息获取模块100，用于获取初始定位信息，获取用户导航接收机自身初始位置，所述初始定位信息包括卫星定位信息或移动网络定位信息。
伪码范围请求模块200，用于向码数据管理中心发送所述用户导航接收机自身初始位置，并向所述码数据管理中心请求所述用户导航接收机自身初始位置所在区域的变形监测终端的伪码范围，所述码数据管理中心对变形监测终端的伪码信息进行管理，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列。
伪码范围接收模块300，用于接收所述码数据管理中心发送的伪码范围。
定位授时信息获取模块400，用于根据所述伪码范围，捕获所述伪码范围内的变形监测终端发送的变形监测终端定位授时信息。
导航定位模块500，用于根据所述变形监测终端定位授时信息进行导航定位。
在本实施例中，用户导航接收机向码数据管理中心请求伪码范围，捕获自身初始位置所在范围内的变形监测终端发送的定位授时信息，可以使得用户导航接收机捕获到定位授时信息更加高效，更加准确，定位结果更加准确。伪码范围的请求，避免了需要捕获的伪码数量过于庞大。
图10为一个实施例的码数据管理中心的结构示意图，如图10所示的码数据管理中心，包括：
第一注册请求获取接收模块100a，用于接收变形监测终端发送的第一注册请求，所述第一注册请求携带所述变形监测终端自身标识和所述变形监测终端自身归属区域标识。
伪码生成模块200a，用于为所述变形监测终端生成伪码，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列。
相关性判断模块300a，用于计算所述伪码与所述变形监测终端自身归属区域标识所在区域内的各伪码之间的相关性，获取相关系数。
伪码发送模块400a，用于当所述相关系数小于相关阈值时，向所述变形监测终端发送所述伪码。
在本实施例中，码数据管理中心，根据变形监测终端的请求为其动态分配伪码，其生成过程十分便捷，可生成的码数量不受金码生成规律的限制。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (18)

1.一种伪码调制共生导航定位及变形监测方法，其特征在于，所述方法包括：
接收卫星电文信号；
根据所述卫星电文信号获取变形监测终端定位授时信息，所述变形监测终端定位授时信息包括：变形监测终端自身位置和变形监测终端授时信息；
使用伪码调制所述变形监测终端定位授时信息，获取伪码调制信息，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
利用数据调频广播信号发送所述伪码调制信息至变形监测中心和/或导航接收机，以使所述变形监测中心对变形监测终端所在建筑物进行变形监测，和/或使导航接收机进行导航定位。
2.根据权利要求1所述的伪码调制共生导航定位及变形监测方法，其特征在于，在使用伪码调制所述变形监测终端定位授时信息的步骤之前，所述方法还包括：
获取变形监测中心所在区域标识、变形监测中心通信地址和码数据管理中心通信地址；
配置变形监测终端自身归属区域标识和变形监测终端自身归属建筑物标识；
根据所述码数据管理中心通信地址，向所述码数据管理中心发送第一注册请求，所述第一注册请求携带变形监测终端自身标识和所述变形监测终端自身归属区域标识；
接收所述码数据管理中心发送的伪码；
根据所述变形监测中心通信地址，向所述变形监测中心发送第二注册请求，所述第二注册请求携带所述变形监测终端自身标识、所述变形监测终端自身归属建筑物标识和所述伪码；
接收所述变形监测中心发送的注册成功消息。
3.根据权利要求2所述的伪码调制共生导航定位及变形监测方法，其特征在于：
所述获取变形监测中心所在区域标识、变形监测中心通信地址和码数据管理中心通信地址,包括：
接收并解调变形监测中心发送的第一数据调频广播信号，和码数据管理中心发送的第二数据调频广播信号，获取所述第一数据调频广播信号中的变形监测中心所在区域标识和变形监测中心通信地址，以及获取所述第二数据调频广播信号中的码数据管理中心通信地址；
所述配置变形监测终端自身归属区域标识和变形监测终端自身归属建筑物标识，包括：
根据所述变形监测中心所在区域标识，配置变形监测终端自身归属区域标识；并根据所在建筑物标识，配置变形监测终端自身归属建筑物标识。
4.根据权利要求1所述的伪码调制共生导航定位及变形监测方法，其特征在于，在接收卫星电文信号的步骤之前，所述方法还包括：
接收导航定位辅助增强***信号，所述导航定位辅助增强***信号包括：低轨卫星导航定位辅助增强***信号或共生导航定位及变形监测定位辅助增强***信号；
根据所述导航定位辅助增强***信号，获取捕获卫星信号辅助信息和卫星信号差分修正信息；
所述接收卫星电文信号，包括：
根据所述捕获卫星信号辅助信息和变形监测终端自身初始位置，获取卫星电文信号，所述变形监测终端自身初始位置，包括历史定位位置或所述变形监测中心位置；
所述根据所述卫星电文信号获取变形监测终端定位授时信息，包括：
根据所述卫星信号差分修正信息，对所述卫星电文信号进行修正，获取修正卫星电文信号；
根据所述修正卫星电文信号，获取变形监测终端自身位置和变形监测终端授时信息。
5.一种伪码调制共生导航定位及变形监测方法，其特征在于，所述方法包括：
建立变形监测坐标系，所述变形监测坐标系为包括高度的三维坐标系；
接收变形监测终端发送的数据调频广播信号，并读取所述变形监测终端的伪码解调所述数据调频广播信号，获取变形监测终端定位授时信息，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
将所述变形监测终端定位授时信息的坐标系转换为所述变形监测坐标系，获取转换变形监测终端自身位置；
根据所述转换变形监测终端自身位置，对所述变形监测终端所在的建筑物进行变形监测，并使导航接收机根据所述转换变形监测终端的定位授时信息进行导航定位。
6.根据权利要求5所述的伪码调制共生导航定位及变形监测方法，其特征在于，在读取所述变形监测终端的伪码解调所述数据调频广播信号的步骤之前，所述方法还包括：
接收变形监测终端发送的第二注册请求，所述第二注册请求携带所述变形监测终端自身标识、变形监测终端自身归属建筑物标识和伪码，所述伪码由码数据管理中心分配给所述变形监测终端；
记录所述监测终端自身标识、所述变形监测终端自身归属建筑物标识和所述伪码；
向所述变形监测终端发送注册成功消息。
7.根据权利要求5所述的伪码调制共生导航定位及变形监测方法，其特征在于，所述对所述变形监测终端所在的建筑物进行变形监测，包括：
根据预设的第一时间间隔，将所述转换变形监测终端自身位置与第二时间间隔内上一个时间间隔的所述转换变形监测终端自身位置进行比较，获取第一差值，所述第一时间间隔小于第二事件间隔；
当所述第一差值大于后等于变形门限值时，发送所述建筑物变形的警报。
8.一种伪码调制共生导航定位及变形监测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取初始定位信息，获取导航接收机自身初始位置，所述初始定位信息包括卫星定位信息或移动网络定位信息；
向码数据管理中心发送所述导航接收机自身初始位置，并向所述码数据管理中心请求所述导航接收机自身初始位置所在区域的变形监测终端的伪码范围，所述码数据管理中心对变形监测终端的伪码信息进行管理，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
接收所述码数据管理中心发送的伪码范围；
根据所述伪码范围，捕获所述伪码范围内的变形监测终端发送的变形监测终端定位授时信息；
根据所述变形监测终端定位授时信息对所述变形监测终端所在建筑物进行变形监测，和/或使所述导航接收机进行导航定位。
9.一种伪码调制共生导航定位及变形监测方法，其特征在于，所述方法包括：
接收变形监测终端发送的第一注册请求，所述第一注册请求携带所述变形监测终端自身标识和所述变形监测终端自身归属区域标识；
为所述变形监测终端生成伪码，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
计算所述伪码与所述变形监测终端自身归属区域标识所在区域内的各伪码之间的相关性，获取相关系数；
当所述相关系数小于相关阈值时，向所述变形监测终端发送所述伪码，以使所述变形监测终端对所在建筑物进行变形监测，并使导航接收机根据所述伪码接收所述变形监测终端的定位授时信息，进行导航定位。
10.一种变形监测终端，其特征在于，包括：
卫星电文信号接收模块，用于接收卫星电文信号；
变形监测终端定位授时信息获取模块，用于根据所述卫星电文信号获取变形监测终端定位授时信息，所述变形监测终端定位授时信息包括：变形监测终端自身位置和变形监测终端授时信息；
伪码调制模块，用于使用伪码调制所述变形监测终端定位授时信息，获取伪码调制信息，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
伪码调制信息发送模块，用于利用数据调频广播信号发送所述伪码调制信息至变形监测中心和/或导航接收机，以使所述变形监测中心对变形监测终端所在建筑物进行变形监测，和/或使导航接收机进行导航定位。
11.根据权利要求10所述的变形监测终端，其特征在于，还包括：
接收解调模块，获取变形监测中心所在区域标识、变形监测中心通信地址和码数据管理中心通信地址；
信息配置模块，配置变形监测终端自身归属区域标识和变形监测终端自身归属建筑物标识；
发送模块，用于根据所述码数据管理中心通信地址，向所述码数据管理中心发送第一注册请求，所述第一注册请求携带变形监测终端自身标识和所述变形监测终端自身归属区域标识；
所述接收解调模块，用于接收所述码数据管理中心发送的伪码；
所述发送模块，还用于根据所述变形监测中心通信地址，向所述变形监测中心发送第二注册请求，所述第二注册请求携带所述变形监测终端自身标识、所述变形监测终端自身归属建筑物标识和所述伪码；
所述接收解调模块，还用于接收所述变形监测中心发送的注册成功消息。
12.根据权利要求11所述的变形监测终端，其特征在于：
所述接收解调模块，还用于接收并解调变形监测中心发送的第一数据调频广播信号，和码数据管理中心发送的第二数据调频广播信号，获取所述第一数据调频广播信号中的变形监测中心所在区域标识和变形监测中心通信地址，以及获取所述第二数据调频广播信号中的码数据管理中心通信地址；
所述信息配置模块，还用于根据所述变形监测中心所在区域标识，配置变形监测终端自身归属区域标识；并根据所在建筑物标识，配置变形监测终端自身归属建筑物标识。
13.根据权利要求10所述的变形监测终端，其特征在于，还包括：
辅助增强***信号接收模块，用于接收导航定位辅助增强***信号，所述导航定位辅助增强***信号包括：低轨卫星导航定位辅助增强***信号或共生导航定位及变形监测定位辅助增强***信号；
辅助和差分信息获取模块，用于根据所述导航定位辅助增强***信号，获取捕获卫星信号辅助信息和卫星信号差分修正信息；
所述卫星电文信号接收模块，还用于根据所述捕获卫星信号辅助信息和变形监测终端自身初始位置，获取卫星电文信号，所述变形监测终端自身初始位置，包括历史定位位置或所述变形监测中心位置；
所述变形监测终端定位授时信息获取模块，还用于根据所述卫星信号差分修正信息，对所述卫星电文信号进行修正，获取修正卫星电文信号；根据所述修正卫星电文信号，获取变形监测终端自身位置和变形监测终端授时信息。
14.一种变形监测中心，其特征在于，包括：
变形监测坐标系建立模块，用于建立变形监测坐标系，所述变形监测坐标系为包括高度的三维坐标系；
定位授时信息获取模块，用于接收变形监测终端发送的数据调频广播信号，并读取所述变形监测终端的伪码解调所述数据调频广播信号，获取变形监测终端定位授时信息，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
坐标系转换模块，用于将所述变形监测终端定位授时信息的坐标系转换为所述变形监测坐标系，获取转换变形监测终端自身位置；
变形监测模块，用于根据所述转换变形监测终端自身位置，对所述变形监测终端所在的建筑物进行变形监测，并使导航接收机根据所述转换变形监测终端的定位授时信息进行导航定位。
15.根据权利要求14所述的变形监测中心，其特征在于，还包括：
第二注册请求接收模块，用于接收变形监测终端发送的第二注册请求，所述第二注册请求携带所述变形监测终端自身标识、变形监测终端自身归属建筑物标识和伪码，所述伪码由码数据管理中心分配给所述变形监测终端；
记录模块，用于记录所述监测终端自身标识、所述变形监测终端自身归属建筑物标识和所述伪码；
注册成功消息发送模块，用于向所述变形监测终端发送注册成功消息。
16.根据权利要求14所述的变形监测中心，其特征在于，所述变形监测模块，还用于：
根据预设的第一时间间隔，将所述转换变形监测终端自身位置与第二时间间隔内上一个时间间隔的所述转换变形监测终端自身位置进行比较，获取第一差值，所述第一时间间隔小于第二事件间隔；
当所述第一差值大于后等于变形门限值时，发送所述建筑物变形的警报。
17.一种导航接收机，其特征在于，包括：
初始定位信息获取模块，用于获取初始定位信息，获取导航接收机自身初始位置，所述初始定位信息包括卫星定位信息或移动网络定位信息；
伪码范围请求模块，用于向码数据管理中心发送所述导航接收机自身初始位置，并向所述码数据管理中心请求所述导航接收机自身初始位置所在区域的变形监测终端的伪码范围，所述码数据管理中心对变形监测终端的伪码信息进行管理，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
伪码范围接收模块，用于接收所述码数据管理中心发送的伪码范围；
定位授时信息获取模块，用于根据所述伪码范围，捕获所述伪码范围内的变形监测终端发送的变形监测终端定位授时信息；
导航定位模块，用于根据所述变形监测终端定位授时信息对所述变形监测终端所在建筑物进行变形监测，和/或使所述导航接收机进行导航定位。
18.一种码数据管理中心，其特征在于，包括：
第一注册请求获取接收模块，用于接收变形监测终端发送的第一注册请求，所述第一注册请求携带所述变形监测终端自身标识和所述变形监测终端自身归属区域标识；
伪码生成模块，用于为所述变形监测终端生成伪码，所述伪码的码长为2的整数次幂，以2的整数次幂为周期重复，且在一个重复周期内为随机序列；
相关性判断模块，用于计算所述伪码与所述变形监测终端自身归属区域标识所在区域内的各伪码之间的相关性，获取相关系数；
伪码发送模块，用于当所述相关系数小于相关阈值时，向所述变形监测终端发送所述伪码，以使所述变形监测终端对所在建筑物进行变形监测，并使导航接收机根据所述伪码接收所述变形监测终端的定位授时信息，进行导航定位。
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