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。     

大跨度斜拉桥变形监测研究

系统地介绍现代大跨度桥梁变形监测的内容、变形监测的方案与资料分析，结合武汉长江二桥的监测实践，指出利用现代测量仪器和技术，如GPS定位系统、测量机器人等不仅完全可以满足大跨度桥梁管理部门提出的要求，而且还可以提高测量速度，其测量成果也具有很高的精度。     

苏通大桥形变的GPS动态监测

针对目前大桥监测的现状及各种监测方法的优缺点,该文结合苏通大桥运营情况,研究了GPS动态监测的原理、系统组成、坐标转换及监测注意事项,并对其进行了GPS动态监测试验。采集了桥面沿轴线方向、横向及竖向位移数据,对大桥在温度、风荷、车载等因素影响下的运营期大桥响应情况进行了分析。表明大桥轴线方向位移与温度正相关,1/4跨处相关系数为0.859;竖向位移与温度负相关,1/4跨处相关系数-0.817。并对数据进行了频谱分析,分析结果表明频谱没有明显变化;大桥各方向振幅在安全范围内,表明运营期的大桥十分健康;同时也表明GPS动态系统监测结果是可靠的。     

基于小波分析的桥梁GPS动态监测方法

通过对不同试验方案GPS数据结果进行Fourier频谱分析,所得该桥主频结果均与有限元计算值吻合.研究表明,GPS技术是大跨度桥梁结构主频识别的一种可靠手段.根据先验频谱信息,提出了一种基于中心频率和采样率结合的小波分解层数确定方法.成功地分离出南京长江三桥GPS结果中幅度值仅为mm级的桥梁振动信号.     

GPS动态监测试验与精度分析

由于GPS定位精度的不断提高,其在工程变形监测中得到了越来越广泛的应用。结合一次动态监测实验,客观评价了GPS的精度,本文介绍了该试验的实施方案及监测结果,并通过大量实验数据统计分析了此次GPS动态监测的精度,取得了不错的效果。试验证明,GPS动态监测能够满足工程应用的需要。     

大桥GPS动态监测去噪方法

针对从GPS实际监测到的信号中去除噪声,提取真实信号的问题,该文对EMD去噪法、小波阈值去噪法,EMD小波去噪3种方法进行了比较,并通过实例分析得出:3种方法均可滤除噪声,但效果各不相同;EMD对信号分解具有良好的自适应性,但在滤除噪声时可能因为模态混叠的原因造成过滤不完全,各分量中可能均含有一定量的噪声;小波滤波噪声效果和小波基、阈值函数及分解层数选择有关,具有主观性;对于EMD小波混合去噪方法,提出先用EMD自适应方法进行分解,分解出噪声主导分量和信号主导分量;对于高频噪声主导分量,可能含有少量有用信号,故须再用小波阈值法过滤出有用信号;而对于信号主导分量,再用小波滤除多余噪声,最后进行逆变换得到重构后的信号。实例表明EMD小波混合去噪方法能很好地去除噪声,是一种高效的去噪方法。     

基于GPS的大跨悬索桥动态特性监测及分析

桥梁结构不同位置的动态位移能够实时反应悬索桥结构的受力性能和工作状态。介绍润扬大桥健康监测系统中GPS子系统布设方案,该系统用于监测大桥在各种荷载作用下的变形。分析桥梁结构在不同环境荷载作用下的结构反应。对GPS监测数据进行频谱分析,识别出结构的基频,并与有限元模型分析结果及振动传感器所测数据分析结果相比较,说明利用GPS可以有效、准确地监测桥梁工作状态,为该桥的承载能力、工作状态和耐久性评估提供参考依据。     

基于GPS技术的滑坡动态变形监测试验结果与分析

结合某类滑坡的大型物理模型试验,在滑坡体上布设了若干监测点,并用GPS单历元定位技术和RTK技术对该滑坡体进行了连续实时监测。通过对该滑坡从开始滑动至产生破坏全过程监测数据的处理与分析,以及将GPS监测结果与全站仪三维监测结果的对比,发现在观测条件较好和基线较短时,基于Track模块GPS单历元定位技术监测滑坡变形的平面精度在5mm左右,高程精度约为9mm;RTK定位技术的平面精度在11mm左右,高程精度约为17mm;而用小波变换等方法进行滤波后的精度还会更高。     

高耸建筑动态变形的GPS监测

利用全球定位系统（ＧＰＳ）进行高耸建筑的动态形监测，已经成为可能。对位于加拿大艾伯塔西部的卡尔加里高塔进行这种监测的结果，证明该塔因风荷引起南─北、东─西方向的振动频率，均约为０．３Ｈｚ，没有超出允许的０．１－１０Ｈｚ这一范围。本文在扼要阐述利用加速计、激光干涉仪、光电测距仪等方法测振的优缺点后，描述了利用ＧＰＳ测量塔体振动的方法。相信在得到进一步证实后，可将ＧＰＳ作为一种标准的建筑物振动测量方法。     

GPS监测系统基准形变分析与动态随机模拟

把ＧＰＳ自动化监测系统中工作基点的长期观测资料看成为与时间有关的动态随机序列,应用随机过程理论的相关分析法和数字信号系统中的频谱分析,研究了隔河大坝ＧＰＳ自动监测系统中工作基点的稳定性。结果表明,该系统的工作基点在垂直方向上存在微小线性形变,并有约１ａ的长周期变化趋势特征。为验证分析结构的可靠性,采用了随机数生成器进行随机数序列仿真,所得结果是一致的。研究表明,用大子样容量的时序观测资料可以识别隐含在时序误差中的微小形变趋势分量。     

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.     

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监测系统基准形变分析与动态随机模拟

把GPS自动化监测系统中工作基点的长期观测资料看成为与时间有关的动态随机序列,应用随机过程理论的相关分析法和数字信号系统中的频谱分析法,研究了隔河岩大坝GPS自动监测系统中工作基点的稳定性。结果表明,该系统的工作基点在垂直方向上存在微小线性形变,并有约1a的长周期变化趋势特征。为验证分析结论的可靠性,采用了随机数生成器进行随机数序列仿真,所得结果是一致的。研究表明,用大子样容量的时序观测资料可以识别隐含在时序误差中的微小形变趋势分量。     

GPS动态监测中多路径效应的规律性研究

在分析GPS多路径效应特性的基础上,结合GPS动态变形监测的特点,对连续多天的观测数据解算结果采用滤波与周日位置求差相结合的方法进行数据处理。研究结果表明,多路径误差具有较强的周日重复性,在有效地削弱多路径效应的影响后,GPS动态监测的三维位置精度可以达到mm级,尤其是垂直方向的精度改善明显。     

GPS动态几何监测系统在桥梁施工中的应用研究

介绍了苏通大桥施工期GPS动态几何监测系统的构成及监测点的布置方案,结合系统在现场应用的情况,对其动态监测的精度进行了统计分析。结果表明,水平方向位移的精度优于±5mm,高程方向优于±10mm。通过对索塔的温度响应进行分析,对上部结构施工给出了有益的建议。利用频谱分析法计算了桥梁的模态频率,与有限元模型的比较结果表明,GPS系统的模态参数识别结果是可靠的。     

北斗与GPS在桥梁变形监测中的对比分析

目前我国北斗导航系统已经完成第二阶段区域系统的建设,利用北斗导航定位技术进行桥梁变形监测是今后发展的必然趋势。本文分析了北斗定位技术在桥梁变形监测中的的优势,并与GPS定位技术作对比分析,结果表明:在监测区域内,北斗二号的可见卫星数要略多于GPS可见卫星数,卫星几何精度因子略低于GPS,数据质量与GPS相当,相对定位精度略优于GPS,平面定位精度在1~2 cm,水平定位精度在5~6 cm。     

顾及信号相关关系的GPS坐标监测序列噪声分析

时间序列分析、谱分析和小波分析理论是对信号进行时、频域分析的主要方法,对GPS坐标监测序列研究并分析其噪声序列发现,GPS坐标监测序列中的噪声主要包含白噪声和闪烁噪声,但是大多数噪声分析方法未考虑信号之间的相关关系。针对GPS站坐标监测序列,在分析2维坐标信号之间相关性的基础上,采用多变量小波去噪工具实现坐标监测序列的2维去噪,对得到的2维噪声序列进行谱分析,并与传统1维去噪方法比较。以苏通大桥GPS坐标监测序列为实例进行分析,结果表明:顾及信号间相关关系的GPS坐标监测序列的噪声分析更加符合实际情况。