余加勇

湖南大学土木工程学院,湖南长沙 410082

基于GNSS和RTS技术的桥梁结构健康监测

余加勇

湖南大学土木工程学院,湖南长沙 410082

动态变形监测是桥梁结构健康监测的重要内容之一,全球导航卫星系统(GNSS)和自动型全站仪(RTS)是目前获取结构动态变形信息的两种主要技术手段。本文以英国诺丁汉Wilford悬索桥和长沙三汊矶湘江大桥为试验研究对象,对GNSS和RTS传感器动态监测噪声特性、多传感器集成、网络实时动态差分、数据滤波、有限元建模等关键技术进行了研究。论文的主要工作及创新点如下:

(1)分析了GNSS和RTS动态监测技术的测量误差来源及其特性,提出了削弱各项误差及提高监测精度的措施。在GNSS测量中,采用误差改正模型法或观测值求差法修正电离层和对流层延迟误差;采用观测值求差法修正卫星星历误差、卫星钟差、接收机钟差和接收机位置误差;采用滤波降噪法修正多路径误差和仪器内部测量误差。在RTS测量中,采用目标自动识别技术降低照准误差;采用校准方法降低仪器轴线误差;采用滤波降噪法削弱传感器背景噪声。另外,分析了中国区域GPS/Galileo组合导航系统的几何精度因子,以预报组合导航系统的变形监测精度。

(2)研究了集成GNSS和加速度计的桥梁结构动态位移监测方法。提出了GNSS多模式数据采集方法,设计了结合最小均方差自适应滤波和切比雪夫高通滤波的多模式自适应滤波器(multimode adaptive filter,MAF),同步获取实时动态差分、网络实时动态差分和后处理动态差分共3种解算模式的变形监测结果。……