高频GNSS高楼结构振动动态监测试验

文章通过1HZ GNSS连续观测,设计了高楼结构振动动态监测试验方案:对连续多天观测数据进行了动态单历元解算;根据不同时段可视卫星的平均轨道周期,利用改进的恒星日滤波,减弱了多路径效应;在分析位移时间序列频谱的基础上,结合不同信号的时频特性,进行了高频滤波去噪;最后,成功提取了真实的高楼结构振动时间序列。研究结果表明,多天提取序列趋势一致,精度相当;每天位移时间序列变化较大的时段与地铁的运营时段相吻合;在有效消除多路径效应和随机噪声后,GNSS单历元监测高楼结构振动的精度为:水平方向±2mm,垂直方向±4mm。     

PPP与GAMIT/TRACK在地震监测中的应用

本文基于非差精密单点定位(PPP)和双差定位模式,采用研制的UNIP软件和GAMIT/TRACK运动学分析模块,对GPS技术在地震监测中的应用进行研究。利用IGS不同精度和时延的星历和钟差产品,分析了卫星轨道和钟差对两种软件动态定位结果的影响;采用不同的数据处理方案,分别提取GPS同震地表形变信息。结果表明:GAMIT/TRACK模块精密动态定位的实时性,更适用于地震等突发事件中的GPS快速响应;如果能够提供精确的卫星钟差,UNIP软件的高程精度明显优于GAMIT/TRACK模块,技术将更显优势。     

GPS动态监测中的大跨度桥梁振动特性提取

GPS高精度实时动态监测技术应用于大跨度桥梁监测成为获取桥梁运行状态和保障桥梁安全的重要手段,受到多种复杂因素的影响,如何提取大跨度桥梁的振动特性是该技术的关键.为了有效提取GPS桥梁振动特性,本文将处理时间观测序列十分优异的傅里叶分析应用于GPS桥梁监测数据处理,根据桥梁实际的振动特性有选择的去除不需要的频率,提取真实的桥梁振动特性.以正在实施监测的桥梁进行实验分析,证明了该方法的有效性,本文的研究为GPS桥梁动态监测数据分析提供了参考.     

GPS站坐标时间序列的南极地壳运动监测

为了进一步研究南极地壳运动的监测方法,文章提出直接利用GARNER网站公布的长时段测站坐标时间序列进行南极地壳运动监测的方法;直接利用GARNER网站提供的站坐标时间序列保证了站坐标的正确性,避免了对原始观测数据进行处理时步骤繁琐或处理结果不可靠等问题。研究结果表明该方法正确、可行。     

结合地基微波雷达与GPS的大型桥梁挠度检测分析

对正常运营的桥梁进行相关受力动态变形监测,是对桥梁健康状况以及桥梁结构变形进行综合评估的重要内容。以正常运营的某连续梁桥动态变形监测为背景,结合地基微波雷达和GPS对其进行了动态挠度变形监测,对地基微波雷达和GPS获取的具有工程价值的数据利用EMD算法进行去噪处理,进一步得到更有分析价值不含噪声的变形数据,并阐述了EMD算法的基本原理,选取热、估信噪比分析地基微波雷达数据质量精度,把加速度重构成挠度变形位移图,与GPS监测变形挠度对比分析,发现监测时间段内桥梁动态挠度变化在毫米级,桥梁中间的变形量大于桥梁两侧。为进一步分析正常运营下的桥梁结构变形以及寿命评估提供有效的数据支撑。     

基于EMD的桥梁GPS动态监测数据处理

采用GPS监测运营期大跨度桥梁时,受到交通载荷和观测噪声的影响,GPS监测序列中的振动信号(mm级)完全被湮没,如何从监测序列中提取桥梁变形信息及其振动特性是桥梁健康检测的重要内容。文中利用EMD方法对GPS监测序列进行处理,得到一定数量的本征模态函数(IMF),选取特定的IMF做信号重构和功率谱分析,得到桥梁变形信息和振动特性,相较于传统FFT方法,能准确识别结构振动频率,同时提取变形特征。     

BDS精密单点定位在桥梁变形监测中的应用

桥梁变形监测是进行桥梁健康评估和后期修缮的重要内容．本文基于北斗卫星导航系统（BDS）精密单点定位技术,对实时采集的高频率BDS／GPS数据进行精密单点定位(PPP)静态和动态处理,并以相对静态定位结果作为参考,分析在桥梁复杂环境下BDS的PPP的精度,并把北斗动态PPP结果与GPS做对比．研究结果表明，在1 h连续变形监测时间左右,北斗静态PPP精度和BDS动态PPP定位精度可以达到厘米级,可以监测出大型车辆经过桥梁时的变形情况,并与GPS监测变形趋势基本一致．      

利用动态定位模块Track进行GPS单历元定位研究

在研究GPS单历元定位方法基础上,利用GAMIT GPS数据处理软件中的动态定位模块Track,分别得到了动船的运动轨迹和2011年3月日本地震发生后4个IGS站的位移量。实验结果表明：Track模块解算动态GPS数据能得到清晰的动船运动轨迹;采用TRACK模块解算地震发生时的GPS观测数据能够得到地震后的位移特征,且能有效探测主震发生时间。     

精密星历类型对实时长距离差分动态定位的影响分析

随着流动站远离基准的距离,其间的距离超过30 km,流动站往往无法获得固定解,为实现实时远距离动态差分的实时处理,往往选择GAMIT软件中的实时运动学处理模块TRACK,获得实时位移序列。为解算流动站的坐标并提高其精度,测绘工作者几乎选择事后精密星历(IGS)。但IGS星历时延迟很长(一般12 h),为提高时间效率,本文在处理流动站的数据时,分别使用了快速星历(IGR)和事后精密星历(IGS),通过比较两者结果高度吻合。研究结果表明GAMIT软件解算GNSS站的测站坐标、天顶延迟、钟差等的数据精度与选择精密星历的类型几乎无关,对测绘人员选择星历具有重要的参考价值。      

GPS动态监测数据优化分析及变形特征的提取

GPS变形监测系统中的监测点的观测资料是与时间有关的信号序列,本文研究应用小波分析优化流程,结合苏通大桥GPS变形监测系统获取的监测点数据序列进行分析。结果表明,选择合适的小波基函数,对数据信号进行小波分解与重构,可以有效地从受到强噪声干扰的监测数据序列中提取有用的特征信号,较好解决了传统处理技术对GPS动态观测数据去噪以及特征信息提取的局限性。     

基于时间序列分析的桥梁变形监测预报研究

时间序列分析方法对短期建筑物变形预报具有较高的模型拟合及预报精度.本文从时间序列预测算法原理出发,阐述了使用此方法对所获得的桥梁变形监测数据进行模式识别、模型建立及预报的过程,并利用MATLAB实现了编程代码.通过对某桥梁变形监测预报的应用表明,该方法实用性较强,可以及早为桥梁变形做出预警,以避免或减少灾害的发生..     

桥梁振动监测雷达的设计与实现

针对传统桥梁振动检测方法过程复杂、成本高、精度低、效率低等问题,利用调频连续波技术和干涉测量技术,设计了一个操作方便、精度高、系统小、成本低的桥梁振动监测雷达。利用该雷达对北京地铁某一桥梁在过车时的振动状态进行了监测。试验结果表明该雷达能够准确测量桥梁的强迫振动和自振。所提出的由雷达回波相位反演桥梁形变信息的方法能够有效地测量桥梁振动状态,从而提高桥梁振动状态检测的分辨率及效率。该系统可以应用于桥梁的监测、预警和维护,具有广阔前景。     

利用GPS测定大型桥梁动态特性的试验及结果

为研究GPS测定桥梁结构自振特性的可行性 ,结合武汉长江二桥开展了一次GPS动态监测试验工作 ,介绍了试验实施方案及其监测结果。通过应用频谱分析法 ,有效地获取了斜拉桥跨中的振动特征 ,其结果与竣工时采用加速度计实测的值十分吻合。研究表明 ,应用高采样率的GPS接收机和合理的数据处理方法 ,完全可以高精度地实现桥梁结构自振特性的确定     

北斗卫星导航系统在近海无人水下航行器路径跟踪方面的应用

针对无人水下航行器(UUV)沿给定路径航行时会出现各种偏差的问题,设计了一款运用高性能STM32单片机与UM220-Ⅳ N定位模块搭建的导航定位分系统. 将其应用于UUV特定的路径跟踪方面,通过单片机将北斗定位模块采集到的UUV位置坐标、航速航向等数据发送到上位机,上位机将其与给定跟踪路径数据进行对比,计算路径偏差并通过单片机控制UUV的驱动模块改变UUV运动方向,实现对给定路径的精确跟踪. 同时通过无线通讯模块,将UUV路径轨迹及采集的水质信息实时显示在岸基监控系统上位机软机界面. 水下实验表明,UUV路径跟踪精度明显提高,为纠正UUV路径跟踪偏差提供了一种参考方法.      

频谱分析在虎门大桥动态监测中的应用研究

采用了频谱分析法对虎门跨海悬索大桥进行安全监测,通过利用GPS RTK技术方法获取虎门大桥在台风激励下的动态监测数据,对动态监测数据进行时程分析和频谱分析,获取虎门悬索大桥的振动特性,得到了大桥的运营特征和实时位移特征.     

GPS Dynamic Monitoring Analysis of Long-Span Experiment and Result Cable-Stayed Bridge

For the sake of timely appraising the working condition of the bridge, measuring the dynamic Characteristics of the bridge structure is very important and necessary. A GPS dynamic monitoring test was carried out in the Wuhan Baishazhou Bridge, which is one of the longest span cable-stayed bridges having been built in China. This paper introduces the experimental implementing scheme and data processing method. The vibration characteristics of the middle span of cable-stayed bridge are availably obtained by use of the spectral analytic approach. The measuring results are very identical to the theoretical designed values. The research demonstrates that, with GPS receiver of the high sampling rate and suitable data processing method, the vibration characteristics of the bridge structure can be determined with high accuracy.     

GPS Dynamic Monitoring Experiment and Result Analysis of Long-Span Cable-Stayed Bridge

For the sake of timely appraising the working condition of the bridge, measuring the dynamic characteristics of the bridge structure is very important and necessary. A GPS dynamic monitoring test was carried out in the Wuhan Baishazhou Bridge, which is one of the longest span cable-stayed bridges having been built in China. This paper introduces the experimental implementing scheme and data processing method. The vibration characteristics of the middle span of cable-stayed bridge are availably obtained by use of the spectral analytic approach. The measuring results are very identical to the theoretical designed values. The research demonstrates that, with GPS receiver of the high sampling rate and suitable data processing method, the vibration characteristics of the bridge structure can be determined with high accuracy.