地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于雙頻gps定位技術(shù)的大橋?qū)崟r(shí)變形監(jiān)測(cè)(編輯修改稿)
2025-06-12 20:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 然難度較大，但精度較好。本方案中推薦的就是這種模式。 隨著 GPS 技術(shù) (軟硬件及數(shù)據(jù)處理模型 )的不斷改善，我們可以預(yù)計(jì)這一技術(shù)將不斷改進(jìn)，例 如現(xiàn)在 20Hz 采樣率的 GPS 接收機(jī)已逐漸出現(xiàn)并取代采樣率較低的接收機(jī)。 GPS 在橋梁監(jiān)測(cè)環(huán)境下的精度也會(huì)逐漸提高。目前的典型精度為 1厘米以內(nèi)。 1)東海大橋 GPS 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 東海大橋是連接海港城與深水港的唯一通道，同時(shí)為供水、供電、通訊等需求提供服務(wù)，具有特殊重要地位。東海大橋總長(zhǎng)約為 31km，大橋按雙向六車道加緊急停車帶的高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，橋?qū)? 米，設(shè)計(jì)車速 80km/h[8]。東海大橋包含主航道斜拉橋和顆珠山斜拉橋，主航道橋全長(zhǎng) 830m，主跨 420m；顆珠山橋全長(zhǎng) 610m，主跨 332m。 GPS 被用來(lái)對(duì) 這兩座斜拉橋的實(shí)時(shí)形變進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 東海大橋橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用現(xiàn)代傳感器與通信技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)東海大橋橋梁運(yùn)營(yíng)階段在各種環(huán)境條件下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)與行為，獲取反映大橋結(jié)構(gòu)狀況和環(huán)境因素的各種信息，由此分析結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)、評(píng)估結(jié)構(gòu)的可靠性，為橋梁的管理與維護(hù)決策提供科學(xué)依據(jù)。其中， GPS 被用來(lái)監(jiān)測(cè)兩座斜拉橋塔頂和跨中的實(shí)時(shí)位移。 東海大橋形變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由三部分組成：監(jiān)測(cè)單元、數(shù)據(jù)傳輸和控制單元、數(shù)據(jù)處理分析及管理單元。這三部分形成一個(gè)有機(jī)的整體，監(jiān)測(cè)單元跟蹤 GPS衛(wèi)星并實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸至控制中心，控 制中心相關(guān)的軟件對(duì)數(shù)據(jù)處理并分析，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋梁的形變，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以及實(shí)時(shí)發(fā)送給監(jiān)測(cè)終端。 監(jiān)測(cè)點(diǎn)和基準(zhǔn)站的分布 主航道 GPS 分布 副航道 GPS 分布 除上面列舉的以外，還有潤(rùn)揚(yáng)大橋 GPS 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、陽(yáng)邏江大橋 GPS 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、上海長(zhǎng)江隧橋 GPS 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、寧波五路四橋 GPS 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 GPS 監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)及工程建造依據(jù)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，本設(shè)計(jì)書(shū)中所引用的部分技術(shù)規(guī)范參見(jiàn)下表：技術(shù)規(guī)范名稱編號(hào)批準(zhǔn)單位年份全球定位系統(tǒng)測(cè)量規(guī)范 GB/T183412021 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局精密工程測(cè)量規(guī) 范 GB/T 1531494 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局 1994 全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程 CJJ 7397 中國(guó)建設(shè)部 1997 UNAVCO 基準(zhǔn)站建立規(guī)范國(guó)際 UNAVCO 組織 IGS 基準(zhǔn)站建立規(guī)范國(guó)際 IGS委員會(huì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ 1089 建設(shè)部參照規(guī)范 項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)的原則 大橋 GPS 實(shí)時(shí)變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GPS 技術(shù)等高新技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)工程。為使大橋?qū)崟r(shí)變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成為一個(gè)功能強(qiáng)大并能真正長(zhǎng)期用于結(jié)構(gòu)損傷和狀態(tài)評(píng)估，滿足橋梁管理和運(yùn)營(yíng)的需要，同時(shí)又具經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)構(gòu)健康安 全監(jiān)控系統(tǒng)，本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測(cè)區(qū)域的地質(zhì)地貌﹑工程規(guī)模和工程特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，其設(shè)計(jì)的總體構(gòu)想是突出重點(diǎn)，兼顧全面，儀器布置力求少而精，使監(jiān)測(cè)系統(tǒng)形成一個(gè)統(tǒng)一的整體遵循如下設(shè)計(jì)原則： 1)遵循簡(jiǎn)潔、實(shí)用、性能可靠、經(jīng)濟(jì)合理的指導(dǎo)思想； 2)系統(tǒng)設(shè)置立足實(shí)用性原則第一，兼顧考慮科學(xué)試驗(yàn)和設(shè)計(jì)驗(yàn)證等方面因素； 3)可靠性：為確保橋梁安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能真正發(fā)揮應(yīng)有的作用，系統(tǒng)必須穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確，必須正確反映各建筑物及其基礎(chǔ)在不同時(shí)期的變化情況，系統(tǒng)故障率低，發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)排除； 4)先進(jìn) 性：數(shù)據(jù)采集速度快，精度高，系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)快速采集處理、管理和預(yù)報(bào)等功能。選用穩(wěn)定可靠且先進(jìn)的觀測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化觀測(cè)與數(shù)據(jù)處理； 5)經(jīng)濟(jì)性：應(yīng)盡可能力求功能好而成本低； 6)系統(tǒng)應(yīng)具有可擴(kuò)展性。 GPSensor 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 軟件結(jié)構(gòu) GPSensor 軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或串口 (RS232，或者 CAN 總線 )獲得 GPS 的原始數(shù)據(jù) (載波相位和偽距 )，對(duì)其進(jìn)行差分處理和濾波，并根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)圖形顯示、記錄、報(bào)警、輸出、分析。輸出的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)的格式我們會(huì)依據(jù)客戶的要求做相應(yīng)修改，保證客戶端軟件正常 讀取數(shù)據(jù)。 另外軟件還提供了一個(gè)遠(yuǎn)程組件，方便用戶的二次開(kāi)發(fā)。 GPSensor 軟件結(jié)構(gòu) 軟硬件平臺(tái) 硬件平臺(tái)：至強(qiáng)服務(wù)器 2CPU， 2G 內(nèi)存 (GPS 專用 ) 軟件平臺(tái)： Windows2021 數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)： Oracle 或 SQL 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)：十兆或百兆以太網(wǎng)； GPS 所有的應(yīng)用軟件均部署在上述的硬件平臺(tái)上。必須保證軟件在正常工作時(shí) CPU 的平均使用率不超過(guò) 60%。 系統(tǒng)架構(gòu) 整個(gè)軟件系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)構(gòu)架圖： GPSensor 系統(tǒng)架構(gòu) 其中：數(shù)據(jù)傳輸中間件可在遠(yuǎn)程運(yùn)行，可以封裝在用戶的應(yīng)用程序內(nèi)，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖?，?
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