桥梁变形监测中GPS技术的深入使用.pdf

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1、交通建设建材与装饰2013年11月桥梁变形监测中GPS技术的深入使用李乔乔（广东交通集团检测中心广东广州510550）摘要：全球定位系统（GPS）作为20世纪一项高新技术，具有速度快、全天候、自动化、测站间无需通视、可同时测定点的三位坐标及精度高等优点，因而获得了广泛应用。本文在介绍桥梁变形监测技术的基础上，详细介绍了GPS在桥梁结构动态监测中的应用，包括GPS实时动态测量系统和GPS桥梁监测系统，最后，对GPS在变形监测中的应用特点进行了总结，对其发展趋势进行了展望。关键词：桥梁；变形监测；GPS中图分类号：U4

2、46文献标识码：B文章编号：1673-0038（2013）35-0156-02引言代替人进行自动搜索、跟踪、识别和精确照准目标并获取角度、近年来，随着国民经济的发展，越来越多的大跨度桥梁进入距离、三维坐标以及影像等信息的智能型全站仪。了人们的视野，桥梁作为现代公路和铁路的支撑，其在公路和铁现代GPS测量技术具有高精度的三维定位能力，并且GPS路运行过程中有重要作用。而桥梁在外界环境的影响下，容易发可以连续观测，为监测桥梁动态和静态变形提供了有效的手段。生变形甚至垮塌。大跨度索支承桥梁在长期的运营过程中，其变并且GP

3、S已经随着卫星大地测量技术的发展在变形监测领域的形受往来车辆通行荷载、台风、地震以及温度变化等因素的影响应用越来越广泛，具有着传统大地测量方法不可比拟的优点。全很大，可能会出现结构的破坏，从而带来灾难性的后果。因此，桥球定位系统的应用使得三维网监测的实现变得更加简单，GPS测梁的变形监测在运营管理中具有十分重要的地位和作用。为了量的具备测站间不需要同时通视、可同时提供监测点三维移动桥梁在设计年限内的安全运营，要对桥梁定期进行形变监测，并信息的优点，能以三维形式能精确的监测三维位移信息，并且实根据长期的监测结果做出合

4、理的分析和安全预报。由于GPS技现全天候监测。术具有定位精度高、作业速度快、费用节省、相邻点间毋需通视、2GPS卫星定位系统不受天气条件影响等常优点，利用GPS监测系统能够实现对桥GPS卫星定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机梁的全天候自动监测和数据的实时获取。近年来逐渐在交通工三大部分组成。空间段有一系列在轨运行卫星（来自一个或者多程，尤其是桥梁的变形监测领域发挥着日益重要的作用，并且经个卫星导航定位系统）构成，提供系统自主导航定位服务所必必过多年的发展，GPS监测技术已经取得了突破性的进展，如何将需的无

5、线电导航定位信号。其中，GPS卫星星座由21颗卫星和3GPS更好的应用在桥梁检测中，已经成为相关部门值得探索的事颗备用卫星组成；地面部分由全球分布的5个地面站组成，由监情。测站、主控站和注入站组成；用户设备主要是GPS接收机，主要1桥梁变形监测技术概述由接收机硬件、数据处理软件及其终端设备组成。变形是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在利用GPS进行定位的定位原理实质上是空间的三维后交时间域和空间域的变化，超出了变形体一定的允许范围，可能会会，利用卫星星历计算出某一时刻三颗卫星的空间三维坐标和发生滑坡、岩

6、崩等自然灾害。桥梁变形监测是对桥梁整体性能的接受机观测数据计算接收机的坐标。由于接收机钟差在某一时监测，是用工程测量原理、技术和方法以及特种精密工程测量技间为未知常数，因此至少要同时观测出四颗卫星。图1所示为术，对大桥主梁各控制断面及索塔轴线的位移变形进行定期或GPS差分定位示意图。实时监测，桥梁工程变形监测的主要内容包括：桥梁墩台沉陷观测、主梁横向水平位移观测、桥面线形与挠度观测以及高塔柱摆动观测等等。为了完成桥梁变形观测的任务，需要根据桥梁类型、变形特点等因素来选择变形监测方法。传统的变形监测方法主要有两大类：

7、淤常规的测量方法（大地测量方法与摄影测量方法）；于物理学传感器方法。常用的大地测量方法主要是通过测角、测边、水准等方法测定变形，应用常规技术不仅观测时间长、劳动强度大，而且难以图1GPS差分定位示意图实现自动化监测。随着电子水准仪和全站仪的出现，实现地面测量技术的自动化也已经成为可能；摄影测量的方法也可以用于3GPS在桥梁结构动态监测中的应用包括桥梁在内的各种建筑物的变形观测。3.1GPS实时动态测量系统在传感器技术方面，测量机器人，或称测地机器人，是一种能实时动态（RTK）测量系统是GPS测量技术发展中的一个新·

8、156·2013年11月建材与装饰交通建设的突破。采用GPS测量技术与数据传输技术相结合。RTK定位技全球定位系统GPS经过近十年的迅速发展成熟，它可以用术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。它能够实时比较低的投入就能达到比较满意的观测精度。GPS系统变形监地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果。实时动态测量测技术将向着多元化、综合化趋势发展。的基本