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试谈基于GPS技术桥梁变形监测

收藏本文 2024-01-21 点赞:3911 浏览:11201 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着桥梁施工建造技术水平的提升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利用,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探讨的热点不足,近年来,GPS技术在桥梁工程变形监测中也得到了成功的运用。本论文在浅析GPS技术运用于桥梁工程变形监测的探讨成果及近况的基础上,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运用做了系统的探讨,重点介绍了方差补偿自适应卡尔曼滤波数据处理策略。结合桥梁的变形监测试验,探讨了这种数据处理策略在GPS桥梁变形监测中的运用,通过与其它策略的比较,验证了这种策略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理由进行了浅析。主要探讨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策略,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运用策略进行了深入的探讨,通过与标准卡尔曼滤波及BP神经网络策略的比较,验证了这种策略的合理性和优越性。(2)结合桥梁变形监测项目,探讨桥梁变形监测点位的布设、观测方式等案例设计情况,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浅析,探讨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。关键词:GPS测量论文桥梁变形监测论文卡尔曼滤波论文变形浅析论文

    摘要4-5

    Abstract5-6

    目录6-8

    第一章 绪论8-14

    1.1 概述8-9

    1.2 桥梁变形监测国内外探讨近况9-10

    1.3 变形监测模型探讨近况10-12

    1.4 论文结构框架12-13

    1.5 本章小结13-14

    第二章 GPS变形监测论述及其在桥梁变形监测中的运用14-27

    2.1 变形监测概述14-16

    2.1.1 变形监测14-15

    2.1.2 变形监测的策略和技术15

    2.1.3 变形监测的目的和作用15-16

    2.2 GPS测量原理及其在变形监测中的运用16-24

    2.2.1 GPS卫星定位系统概述16-17

    2.2.2 GPS定位测量原理17-19

    2.2.3 GPS定位测量策略19-22

    2.2.4 GPS技术在变形监测中的运用22-24

    2.3 基于GPS技术的桥梁变形监测24-26

    2.3.1 桥梁变形监测24-26

    2.4 本章小结26-27

    第三章 变形监测数据处理策略及浅析27-36

    3.1 回归浅析27-29

    3.1.1 一元线性回归27-28

    3.1.2 多元线性回归浅析28-29

    3.2 时间序列浅析法29-30

    3.3 灰色系统浅析法30-33

    3.3.1 灰色序列数据的生成30-31

    3.3.2 等间隔GM(1,1)模型31-32

    3.3.3 不等间隔GM(1,1)模型32-33

    3.3.4 模型的精度检验33

    3.4 人工神经网络法33-34

    3.5 Kalman滤波法34-35

    3.6 本章小结35-36

    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36-47

    4.1 连续线性系统36-39

    4.1.1 连续线性系统的状态方程和观测方程36-37

    4.1.2 连续线性系统状态方程的解37-38

    4.1.3 连续线性系统的随机模型38-39

    4.2 离散线性系统的Kalman滤波39-41

    4.2.1 离散线性系统的状态方程和观测方程39-40

    4.2.2 离散线性系统的Kalman滤波方程40-41

    4.3 自适应Kalman滤波41-44

    4.3.1 方差补偿自适应Kalman滤波模型42-44

    4.4 基于Matlab的自适应Kalman滤波程序设计44-46

    4.4.1 自适应Kalman程序设计步骤44

    4.4.2 方差补偿自适应Kalman滤波算法流程图44-46

    4.5 本章小结46-47

    第五章 桥梁GPS监测试验及浅析47-65

    5.1 试验桥梁概况47

    5.2 试验案例设计47-49

    5.2.1 测点布设48

    5.2.2 设备的选取48-49

    5.2.3 观测周期及观测方式49

    5.3 桥梁监测试验数据处理及浅析49-64

    5.3.1 方差补偿自适应卡尔曼滤波的运用49-57

    5.3.2 预测比较浅析57-61

    5.3.3 桥梁监测试验数据浅析61-64

    5.4 本章小结64-65

    第六章 总结与展望65-66

    致谢66-67

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