基于改进单历元算法的实时变形监测与分析

发布时间：2021-01-25 07:38

　　大型桥梁的健康安全监测已经成为了工程领域关注和研究的热点。桥梁监测本身是一项复杂的工程,为了了解其变形特征,常采用全球导航卫星系统（GNSS）技术进行位置解算和利用快速傅里叶变换（FFT）分析其振动特性。随着GNSS相对定位技术的成熟发展,国内外学者常采用实时动态相对定位技术（RTK或NRTK）进行变形监测,取得了一定的研究成果。RTK或NRTK技术一般采用在航解算模糊度的方法（OTF）进行相对定位,但如果卫星信号或网络数据链发生中断,OTF方法需要重新进行初始化。为此国内学者开展了基于变形特征的单历元变形监测算法,其中无整周单历元算法模型较为简单有效。这种算法在定位过程中利用监测点初始值坐标确定双差模糊度,而在位置解算过程中不需要进行模糊度固定,因而在桥梁实时变形监测领域得到了很好的应用。本文基于无整周单历元算法进行研究和分析,主要取得的成果有:（1）从GPS载波相位测量原理推导出似单差单历元算法和无整周单历元算法的原理,通过分析证明了两种算法原理上的一致性。（2）对无整周单历元模型的适用条件进行了分析和推导,主要包括对卫星个数的要求,初始值精度要求,允许最大变形量范围,基准点或监测... 

【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１：似单差单历元算法原理??

可以解算该历元的变形信息。??２．无整周单历元函数模型??无整周单历元模型是基于星间双差观测方程的，如图２．２所示：??Ａ??Ａ?Ｋ？?Ｂ??图２．２：无整周单历元算法原理??其中４为基准点，Ｓ为通过首期观测结果得到的监测点的初始位置，〇为５点??变化后的位置，ｐ、ｇ是同步观测卫星，根据式２．１得到４点和Ｃ点的载波相位观测方??程分别为：??＾Ａ，ｉ?＝?ｙ（ｐＡ，ｉ?＋Ｃ－?ｄｔＡ－?Ｃ－?ｄＴｐ?＋?ＴｐＡ－￣?＋?ＯｐＡ?＋?ｔｐＡ＋ｒｐ）?＋?＋?ｍｐＡｉ?＋?＾??＾ｃ，ｔ?＝?（Ｐｃ，ｉ?＋?ｃ－?ｄｔ〇?—?ｃ?－?ｄＴ１１?＋?Ｔ＾；?－?—?＋?Ｏ＾，＋?ｔ＾＋ｒｐ）?＋?Ｎ＾ｔｉ?＋?ｍｐＣｉ?＋?＾Ｃｉ??４＞ｑＡ，ｉ?＝?＾７?（ｐ＼，ｉ?＋Ｃ?－?ｄｔＡ－?Ｃ?－?ｄＴｇ?＋?ＴｑＡ－１＾?＋?０９Ａ＋ｔ９Ａ?＋?ｒｑ）?＋?＋?ｍｑＡ?ｉ?＋?ｓｑＡ?ｉ??４＞ｃ，ｉ?＝?＾７（Ｐｃ，ｉ?＋?ｃ－?ｄｔｃ?－?ｃ?－?ｄＴｑ?＋?＋?０９ｃ＋ｔ９ｃ?＋?ｒｑ）?＋?＋?ｍｑＣｉ?＋?￡ｑＣｉ??（２．３０）??当Ａ点和Ｃ１点相距较近，载波相位双差观测值能够很好的消除与卫星有关的误??差（例如：卫星钟差

?［Ｅ＾ｌＯｃｒｒ＾Ａ＾ｌＯｃｍ］?（１４．６５ｃｍ／Ｖ＾），实际测试结果如下。??第一次试验利用Ｌ１载波数据解算结果如图３．１所示，可以看出在ＧＮＳＳ天线最大??移动ｌＥ?＝?５ｃｍ，ｉＶ?＝?５Ｃｍ］范围内，无整周单历元模型都能很好得解算变形量，移动??＝?６ｃｍ


本文编号：2998847