基于GPS技术的桥梁变形监测研究

摘要

随着桥梁施工建造技术水平的提高以及各种先进建筑材料的研发，众多结构新颖、构建独特的新型大跨度桥梁建成并投入使用，对桥梁工程的监测工作提出了更高的要求。基于GPS技术的变形监测是工程领域研究的热点问题，近年来，GPS技术在桥梁工程变形监测中也得到了成功的应用。
　　本论文在分析GPS技术应用于桥梁工程变形监测的研究成果及现状的基础上，阐述了变形监测以及GPS测量的基本原理，对GPS变形监测技术在桥梁工程中的应用做了系统的研究，重点介绍了方差补偿自适应卡尔曼滤波数据处理方法。结合桥梁的变形监测试验，研究了这种数据处理方法在GPS桥梁变形监测中的应用，通过与其它方法的对比，验证了这种方法在桥梁变形监测数据处理的合理性和优越性。最后，结合桥梁变形的数据，对桥梁的变形情况及原因进行了分析。主要研究内容包括以下两方面：
　　(1)结合几种常用的变形监测数据处理方法，系统的介绍了卡尔曼滤波的基本原理，重点对方差补偿自适应卡尔曼滤波在桥梁变形监测数据处理中的应用方法进行了深入的研究，通过与标准卡尔曼滤波及BP神经网络方法的对比，验证了这种方法的合理性和优越性。
　　(2)结合桥梁变形监测项目，研究桥梁变形监测点位的布设、观测模式等方案设计情况，利用Matlab软件编写方差补偿自适应卡尔曼滤波数据处理程序，并对桥梁监测数据进行了处理分析，研究桥梁跨中上下游测点变形的相关性以及斜拉桥塔柱的变形情况。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 概述

1.2 桥梁变形监测国内外研究现状

1.3 变形监测模型研究现状

1.4 论文结构框架

1.5 本章小结

第二章 GPS变形监测理论及其在桥梁变形监测中的应用

2.1 变形监测概述

2.2 GPS测量原理及其在变形监测中的应用

2.3 基于GPS技术的桥梁变形监测

2.4 本章小结

第三章 变形监测数据处理方法及分析

3.1 回归分析

3.2 时间序列分析法

3.3 灰色系统分析法

3.4 人工神经网络法

3.5 Kalman滤波法

3.6 本章小结

第四章 卡尔曼滤波原理及其在桥梁变形监测数据处理中的程序设计与实现

4.1 连续线性系统

4.2 离散线性系统的Kalman滤波

4.3 自适应Kalman滤波

4.4 基于Matlab的自适应Kalman滤波程序设计

4.5 本章小结

第五章 桥梁GPS监测试验及分析

5.1 试验桥梁概况

5.2 试验方案设计

5.3 桥梁监测试验数据处理及分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

在学期间公开发表论文及科研情况