形变监测系统方案

上传者：崔小朝
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上传时间：2015-05-06
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形变监测系统方案

 基于双频GPS 定位技术的大桥实时变形监测系统解决方案
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 引言
 GPS（全球卫星定位系统）自八十年代中期投入民用后，已广泛地在导航、定
位等各领域应用，尤其在测量界的控制测量中起了划时代的作用。正因为是它在
静态相对定位中的高精度、高效益、全天候、不需通视等优点，使人们普遍采用
其来代替（逐渐地）常规的三角、三边、边角等方法，并在理论、实践中取得了
可喜的成果。在精密工程变形监测中也逐步得到广泛的应用。
 随着社会经济和科学技术的快速发展，造桥技术不断进步，桥梁结构逐步向轻
巧、纤细方面发展。与此同时桥梁的载重、跨径和桥面宽度不断增长，结构型式
不断变化。传统的变形监测手段越来越不能满足变形监测要求，这就迫切需要性
能更可靠的设备来监测大桥的形变。目前，随着 GPS 技术的不断成熟，GPS 自
动化监测系统已经在桥梁、建筑、地震、大坝等行业中应用并取得很好的效益。
GPS 自动化监测系统仪器以其卓越的性能受到专家的好评。
 目前，采用 GPS 技术用于桥梁等工程变形监测的手段已经被广泛的应用于世
界各地。例如：英国Humber 桥的GPS 监测系统、日本明石海峡大桥的GPS 监
测系统、虎门大桥GPS 监测系统、青马大桥、汲水门大桥和汀九大桥的GPS 监
测系统。
 上海华测导航技术有限公司秉承“振兴中华，测绘天下”的公司理念，利于自身
的技术研发优势，自主研发了一整套以 GPSensor 为核心的变形监测系统，并先
后成功应用于润扬大桥、东海大桥、阳逻江大桥、上海长江大桥等国家重点项目，
实践证明，以GPSensor 为核心的实时变形监测系统是一个非常有效的桥梁监测
技术，GPS 能够与其它传感器完美结合用于桥梁健康监测。
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 1 GPS 工作原理和应用概况
 1.1 GPS 工作原理
 全球定位系统(Global Positioning System 一GPS)是美国国防部研制组建的新一
代的军民两用的卫星导航定位系统。该系统从本世纪七十年代初开始研制，美国
政府于1995 年4 月宣布该系统已组建完毕并投入运行。全球定位系统是美国继
阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的又一庞大的空间计划。它的出现不仅使导
航技术和定位技术产生了根本性的变革，而且对交通运输﹑空间技术﹑地学研究
﹑军事等诸多领域及社会生活的各个方面都将产生重大影响。
 全球卫星定位系统卫星星座，设计由24 颗卫星（事实上目前经常保持27 至32
颗卫星）组成。它们分布间距为60 度的6 个轨道上，轨道倾角55 度，每个轨道
面上均匀分布4 颗卫星。卫星的地面高度为20200 公里。这样分布的卫星星座，
可以保证任意时间任意位置的接受机可同时收到4 颗以上卫星信号，以便进行瞬
时的定位观测。
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 差分是2 个或更多个测站之间的相对定位，如图1－1 所示，如果A 和B 两点
在同一时间实施GPS 监测的必要性
 变形监测是桥梁安全监测系统中的关键项目。传统变形监测系统在保证工程正
常运行方面发挥了重要作用，但存在如下缺陷：

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