基于BDS PPP技术的超高层建筑变形监测

超高层建筑变形监测是后续超高层建筑维护与修缮的重要内容．目前我国北斗卫星导航系统（BDS）已被广泛应用于建筑物的变形监测,本文利用BDS精密单点定位技术(PPP),根据高频超高层建筑BDS变形监测数据,以静态网解算三维坐标为基准,分析超高层建筑复杂环境下BDS数据质量、PPP定位精度以及超高层变形趋势．研究结果表明,在监测时间段内,BDS卫星数多于GPS,空间几何分布精度略低于GPS,观测时间达1 h以上开始收敛,水平向定位精度可以达到1 cm,竖直向定位精度可以达到2 cm,能满足超高层建筑变形监测的精度要求,可为今后的超高层建筑变形监测提供一种新的技术手段．      

关于超高层建筑物动态形变监测方法的探讨

超高层建筑物受到风力，特别是强风作用会产生摇摆晃动，这对其内部运行着的高速电梯危害极大。容易产生电梯缆绳缠绕、碰撞，酿成事故。因此，研究超高层建筑物受风等外力作用产生的摇摆晃动，找出适合的观测方法是一个值得探讨的问题。本文对超高层建筑物在强风等外力作用下产生的摆动幅度，其观测方法进行了探讨。并结合实例说明：此法是一种实用、可靠、简便、易行，能够满足精度要求的超高建筑物动态位移观测方法。     

BDS/GPS动态RTK技术在超高层变形监测中的应用

随着我国北斗导航系统的发展,多系统组合在变形监测中的应用将是今后发展的趋势。为了监测超高层的变形趋势,本文利用BDS/GPS组合RTK技术对国内某超高层进行变形监测,经分析发现,BDS/GPS组合相比于单系统卫星可见数目增多,PDOP值减小,卫星空间分布得到改善,变形监测精度以及稳定性相比于单系统有了很大提高,能更精确的监测出超高层的变形趋势。     

基于ICEEMDAN的多滤波算法在超高层动态变形监测中的应用

针对监测数据中存在多路径误差和随机噪声的问题,本文提出了一种基于改进的带有自适应噪声的完备集合经验模式分解(ICEEMDAN)、小波包分解(WP),以及递归最小二乘算法(RLS)的联合滤波算法(IWPR)。该算法首先对原始信号进行ICEEMDAN分解,得到一系列本征模态函数(IMF)分量;然后基于标准化模量的累积均值将IMF划分为高频IMF和低频IMF;最后考虑相关系数,利用WP和RLS分别对高频IMF、低频IMF进行去噪,重构两者降噪信号,获得动态位移响应。结果表明:相对于单一算法EMD、CEEMDAN、ICEEMDAN等,IWPR算法能够更有效地消除多路径误差和随机噪声,从而提高超高层GNSS RTK监测数据的精度。     

BDS-3卫星在超高层变形监测中的应用分析

为分析BDS-3卫星在超高层变形监测中的作用,本文以国内某超高层变形监测实例为背景,分析BDS-2、BDS-2/BDS-3组合B1I、B3I、B1I/B3I 3种频率监测超高层动态变形序列与精度。实验结果表明,BDS-3卫星的加入能有效改善BDS-2单独进行超高层变形监测的可用性,3种频率均能精确监测出超高层动态变形,且北方向监测精度优于1 cm,东方向和高程方向监测精度优于2 cm,而BDS-3卫星的加入能有效提升BDS-2单独进行超高层变形监测的精度,可为今后研究BDS-3卫星在超高层变形监测中的作用提供参考。     

GNSS RTK技术下超高层结构的动态变形监测

以天津电视塔为监测对象,设计了基于GNSS RTK技术的超高层结构动态变形监测系统,并进行了强风下的现场试验。试验中同时采用双星座组合导航系统和三星座组合导航系统进行监测,并对监测数据进行了对比。采用Kalman滤波方法,使用Matlab软件编制的程序对监测数据进行处理分析,得到测点的振动轨迹及结构的主振方向和振动曲线。结果表明,GNSS RTK技术结合Kalman滤波用于超高层动态变形监测及其数据处理分析是可行的;由于北斗导航系统的应用,三星座组合导航系统可见卫星数目大大增加,坐标中误差及PDOP值也相应减小,动态变形监测的精度和稳定性也得到了大大提高。     

超高层钢结构建筑倾斜性监测分析

以钢结构为主体的超高层建筑,在施工过程中容易受到来自气温、风力、日照以及自身重力等方面的影响而造成建筑的整体结构变形或建筑中心轴线倾斜变形。文中以某超高层钢结构建筑的变形监测实测数据为基础,通过分别构建倾斜变形量与时间以及变形速率与高度的相关回归分析模型,对建筑的整体稳定性进行评价。并通过分析对建筑的倾斜方位、角度进行计算,确定建筑物主轴线的倾斜度。对单日观测数据进行分析,探讨温度变化对钢结构建筑倾斜变形规律的影响,并以此为基础提出一种确定钢结构建筑重要构件安装时间的决策方法。     

在建基坑影响下地铁隧道的变形监测研究

运营地铁周边的基坑建设会引起地铁隧道结构变形。以往依赖人工的变形监测方法,效率低、成本高、安全性不高。本文介绍了一种利用高精度全站仪、红外测距仪及数据自动采集器的全自动变形监测方法,通过合理地布设基准点、监测点,并安装相应的仪器,在施工前采集初始值,施工开始后每天采集多次观测值并及时进行数据检验与处理,即可实时地监测在垂直、纵向、横向三方向上的位移。以便准确地发现变形,合理地指导基坑施工。实验表明,本文方法能够准确监测基坑施工对地铁隧道变形的影响。     

超高层倾斜建筑周日变形监测数据分析

结合CCTV新台址主塔楼施工质量控制要求,介绍了应用测量机器人进行周日变形监测的过程,采用了小波变换技术对监测数据进行处理,结果表明小波变换对观测数据的误差剔除,高精度测量机器人技术对高层钢结构倾斜建筑周日变形规律的精确反映.     

基于 CCD 方法的超高层建筑周日摆动监测研究

对超高层建筑塔体进行周日摆动监测,为施工投点纠偏和选择合适投点时机提供科学依据,是施工控制网竖向传递的核心问题。文中针对现有方法在自动化采集及实时表达方面的不足,基于自适应阈值激光光斑中心定位方法,自主研发基于CCD的塔体摆动监测系统,并采用倾斜仪方法与之做同步比较研究。两种方法在广州市东塔施工第三方监测中互为检核验证,具有借鉴意义。     

改进灰色人工神经网络模型的超高层建筑变形预测

针对灰色人工神经网络模型初始化权值和阈值的随机性导致易产生误差积累和过拟合的缺陷,该文利用遗传算法的全局优化能力训练灰色人工神经网络模型的权值和阈值,构建了基于遗传算法的灰色人工神经网络超高层建筑物变形预测模型。结合长沙北辰新河A1超高层建筑变形监测实例,用该文所提模型与灰色人工神经网络模型分别进行变形数据的处理分析和预测。实验结果表明,该文提出的模型具有更好的预测精度,预测趋势也更加逼近实际测量结果。     

测量机器人用于超高层建筑竖向投测的可行性

激光垂准仪法是超高层建筑竖向投测的主要方法之一。当建筑高度特别大时,楼体在日照等因素作用下会产生缓慢的摆动,此时,激光垂准仪法的应用将受到一定限制。本文介绍一种利用测量机器人进行超高层建筑竖向投测的方法,并分析其投测精度和可行性。     

超高层建筑精密施工测量关键技术

针对传统的测量技术无法满足超高复杂结构建设的要求,根据超高层建筑工程的特点和难点,通过对我国范围内的超高层建筑施工测量技术的总结,本文研发了新仪器设备并提出了超高层标高高精度自动传递工艺方法,探索了一套我国“千米”超高层建筑精密施工测量的关键技术。结合GNSS 定位技术与智能化全站仪等多项新技术,获得高质量高精度测量基准、精确施工控制点及快速高精度的监测点位,将GNSS技术应用于超高层建筑施工监测是精密工程测量的突破,应用前景广阔。     

高层住宅楼沉降监测与分析研究

本文论述了高层住宅楼在建设和使用中进行沉降监测的技术方案设计、监测精度、最弱点误差、监测数据处理,通过对山西工程职业技术学院高层住宅楼与实验楼的沉降监测研究,得出了沉降变化规律,并对产生沉降变形的原因进行了几何与物理分析,指出了高层建筑物在施工过程中由于某种原因对建筑物和邻近建筑物的基础稳定产生影响时,都应进行沉降监测,保证其建设和使用的安全,本文对高层住宅楼施工组织具有指导意义,可供高层建筑物沉降监测时参考。     

高层建筑物GPS动态变形监测数据处理

本文利用小波阈值降噪方法对高层建筑物GPS动态变形监测数据进行处理,针对不同小波基选取对结果影响进行了实验分析,表明小波变换可实现高层建筑物GPS动态监测数据的有效去噪,可克服传统处理技术对非平稳、非等时间间隔观测数据序列滤波的局限性,为监测数据的处理方法提供一定参考.     

桥梁GNSS-RTK变形监测数据的多滤波联合去噪处理

针对桥梁GNSS-RTK变形监测中多路径效应和随机噪声的影响,提出了一种基于Chebyshev滤波和自适应噪声的完备集合经验模态分解（CEEMDAN）,以及小波阈值（WT）降噪技术的多滤波联合降噪方法。该方法首先对监测信号实施Chebyshev滤波抑制多路径效应;然后进行CEEMDAN分解,基于自相关性分析,对噪声IMF分量进行WT降噪去除随机噪声。本文以天津海河大桥GNSS-RTK变形监测作为试验,对监测数据进行多滤波降噪处理。结果表明：本文所提的多滤波降噪方法能有效抑制多路径效应和随机噪声,GNSS-RTK与多滤波降噪相结合的方法能够准确识别桥梁真实动态位移,为桥梁GNSS-RTK监测数据降噪处理提供了一种良好的途径。     

塔形构筑物倾斜变形监测新方法

随着各地高层构筑物数量的不断增加,构筑物变形产生的安全隐患也不断受到重视。本文针对传统观测方法的局限性和低效性,提出了基于激光散乱点云数据的塔形构筑物倾斜变形监测新方法,采用两台地面激光扫描仪分别扫描构筑物外表面的散乱点云数据,建立塔形构筑物的基础表面模型,生成沿轴线的塔体中心点数据,筛选可靠性最优的线性排列点,从而得出塔形构筑物在空间上高精度的偏移量和倾斜率。最终编程实现了数据获取到成果输出的一键式计算。结果表明,基于点云的塔形构筑物观测结果与传统方法观测结果的角度误差分别为0.005°和0.001°,倾斜量误差分别为0.000 05和0.000 1 m。本文方法可以快速获得构筑物整体和局部的偏移量变化特征,为塔形构筑物的施工、维修和重建提供了基础模型数据。     

面向建筑物变形监测的图像量测技术

本文面向建筑物变形监测,设计并开发了一整套可对远距离、室外成像的标志中心进行精确定位的新技术,其重点在于整像素边缘定位和数据质量控制。提出了最大梯度投影概念,以最大梯度投影替代传统梯度算子计算标志的整像素边缘,并在此基础上提出改进的边缘细化算法,同时引入曲率筛选方法,形成一整套整像素边缘定位新技术,规避室外成像环境的不确定干扰,以获取完整、准确的整像素细化边缘。在亚像素中心定位后,以统计理论为框架设计了一套数据质量控制机制,筛选并保留满足统计限值的定位结果参与最终的定位计算,有效控制了相机拍照时轻微晃动给中心定位引入的误差。在不同的自然环境、背景及摄程下进行实测,结果表明,该图像定位方法具有定位性能稳定、定位精度高、处理速度快、对成像设备要求低、对室外环境适应性强等优势。使用标配镜头的主流单反相机,200 m摄程内的标志中心定位精度在3.5 mm内,可应用于建筑物变形监测。