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GPS在桥梁监测中的应用研究
| 论文题名： | GPS在桥梁监测中的应用研究 |
| 关键词： | 桥梁监测;GPS;载荷;结构安全 |
| 摘要： | 在设计桥梁时，各种载荷(如最大交通量、最大风力等)一般都事先假定，然而在运营阶段实际的载荷往往和假定的值不一致，有时实际载荷会超过设计的最大载荷，这就必须对桥梁进行长期的健康监测才可以保证桥梁的安全运营。目前，传统的监测工具有位移传感器、加速度计、倾斜传感器、激光干涉仪、全站仪、精密水准仪等，这些方法都有一定的成效但也存在许多不足之处。近年来，由于GPS技术的不断发展，尤其是RTK技术，其接收机采样率己达到10-20Hz，定位精度达到厘米甚至毫米级，这使GPS用于桥梁的监测成为了可能。而且GPS用于桥梁监测具有不受气候的影响，可以全天候自动测量，能够实时提供定给结果(RTK)，方便地实现各测点的时间同步等优点。本文以建设部专题项目“大型桥梁结构安全检测方法及系统研究”为背景，结合南浦大桥GPS监测试验，对GPS在桥梁监测应用中的一些重要问题进行了较深入的研究。 首先介绍南浦大桥试验的情况，包括试验方案、采样率、观测模式、GPS测点分布、数据解算方法、桥梁坐标系统(BCS)的建立与相应的坐标转换以及数据的质量控制等内容。然后，针对变形监测的特点，对双频GPS单历元算法进行了分析与总结，提出了三种单历元算法，程序实现各自算法并结合实例说明了各自算法的有效性和实用性，同时对其中两种算法存在的缺陷进行了分析与改进。接着，研究了影响GPS监测精度的主要误差多路径效应的特性，发现其有很强的周日重复性，在此基础上引入了自适应滤波技术(Adaptive Filtering)提取多路径效应，另外利用小波技术的分解和重构，对数据进行测量噪声和结构振动信号的分离。最后，对数据进行质量分析以及对桥梁的静态和动态成分的分析。 通过对以上内容的研究和分析，取得了一些可喜的成果，进一步证实了GPS在桥梁监测应用中的可行性，同时为本课题发展进一步的GPS在线监测系统打下了一定的基础。 |
| 作者： | 姚平 |
| 专业： | 地图制图与地理信息工程 |
| 导师： | 姚连璧 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学土木工程学院 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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