[发明专利]基于POS系统的桥梁检测方法

权利要求书

1.一种基于POS系统的桥梁检测方法，其特征在于，该桥梁检测方法包括：

依据桥梁线形检测要求，在测量载体上安装POS系统；

建立桥轴坐标系和测量坐标系；

参考待测桥梁的车道数及线形结构，规划多条测量路径并设计测量速度；

依据测量载体在导航坐标系中的姿态角和位置，在测量坐标系上获取基于POS系统的检测离散线形；

对所述检测离散线形进行误差分析和预处理，得到预处理离散线形，具体包括：

对所述检测离散线形进行低通滤波处理；

获取不同测量路径下的振动误差频谱，所述振动误差频谱包含误差空间频率与幅值的对应关系，选取同一误差空间频率范围内，各测量路径下的多个对应幅值相接近的一段振动误差频谱，作为系统振动误差频谱；

依据所述系统振动误差频谱对所述检测离散线形进行振动误差处理，消除测量载体与桥梁耦合产生的振动误差；

对经过振动误差处理后的检测离散线形进行非线性拟合，得到所述预处理离散线形；

将所述预处理离散线形转换到桥轴坐标系中，得到反映桥梁结构的POS检测线形图。

2.根据权利要求1所述的基于POS系统的桥梁检测方法，其特征在于，所述建立桥轴坐标系和测量坐标系的步骤，具体包括：

在待测桥梁的两端，选定已知水平仪测量高程值的两个基准点，作为待测桥梁的起点和终点；

以所述两个基准点之一为原点构建的参考坐标系为桥轴坐标系；

基于所述POS系统获取测量点的导航坐标；

以所述测量点的导航坐标为原点，构建空间直角坐标系，并依据坐标转换公式转换至东北天坐标系，以所述东北天坐标系为测量坐标系。

3.根据权利要求1所述的基于POS系统的桥梁检测方法，其特征在于，所述对所述检测离散线形进行低通滤波处理的步骤之后，对所述检测离散线形进行振动误差处理，消除测量载体与桥梁耦合产生的振动误差的步骤之前，还包括：

对经过低通滤波处理后的检测离散线形进行中值滤波处理，去除低频范围内的不平整误差。

4.根据权利要求1所述的基于POS系统的桥梁检测方法，其特征在于，所述POS系统包括GNSS接收机和惯性测量装置IMU；

所述GNSS接收机的静态水平定位精度为5mm±1ppm，静态垂直定位精度为10mm±1ppm，动态水平定位精度为10mm±1ppm，动态垂直定位精度为20mm±2ppm；

所述IMU的具体参数为：陀螺仪零偏稳定性≤0.01/h，陀螺仪零偏重复性≤0.01/h，陀螺仪测量范围±300°/s，加速度计测量范围±20g，加速度计零偏月重复性≤10μg；

所述POS系统的采样频率为200Hz，实时动态方位精度高于0.05°，水平姿态精度高于0.02°。

5.根据权利要求1所述的基于POS系统的桥梁检测方法，其特征在于，所述测量路径包括直线测量路径和曲线测量路径，所述测量速度为10-20km/h。

6.根据权利要求1所述的基于POS系统的桥梁检测方法，其特征在于，所述将所述预处理离散线形转换到桥轴坐标系采用的坐标换算公式为其中，θ＝arctan((X₂-X₁)/(Y₂-Y₁))，x为东北天坐标系中的横坐标，y为东北天坐标系中的纵坐标，X₁为桥轴坐标系中的横坐标，Y₁为桥轴坐标系中的纵坐标。

7.根据权利要求3所述的基于POS系统的桥梁检测方法，其特征在于，所述低通滤波的低通截止频率负相关于桥面等级，所述中值滤波的邻域窗口的数量为30。