[发明专利]基于POS系统的桥梁检测方法

说明书

本发明的基于POS系统的桥梁检测方法，首先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，然后参考待测桥梁的车道数及线形结构，规划测量路径并设计测量速度，随后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，接着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，最后将所述预处理离散线形经过转换公式转换到桥轴坐标系中，得到反映桥梁真实结构的POS检测线形图，该桥梁检测方法能够快速、准确地测量出桥梁的形变位置和形变量，测量精度达到毫米量级，能够实现桥梁结构线形的高精度检测。

技术领域

本发明涉及桥梁检测技术领域，尤其涉及一种基于POS系统的桥梁检测方法。

背景技术

桥梁检测的主要目的是对桥梁的使用性能以及安全状态进行评定。在桥梁检测领域，一直将桥梁的结构线形作为评定桥梁的整体结构性能以及分析其受力情况的一个重要指标。为了便于对桥梁线形的变化进行系统有效的检测，所有的桥梁在建成初期都要对其初始的结构线形进行精确测量，之后采取定期或不定期的方式对桥梁结构线形进行系统的检测，再对比不同时期的结构线形图，分析其变化的规律。

传统的桥梁结构线形检测方法均采用在桥梁上布设一定数量的离散测量点的静态测量方式，通过架设各种工程测量仪器对离散点位的高程数据进行采集，如经纬仪、水准仪、全站仪等工程测量仪器，最后拟合得到桥梁的结构线形曲线，通过对不同时期的数据进行采集，就可以得到各时期的桥梁结构线形图。该方法测量精度较高，但是需要设定永久基准点，架设仪器、确定测量点等，测量流程十分繁杂，测量方法工作周期长，耗时费力，且测试条件十分苛刻，需在封桥的条件下才能得到较高精度的测量结果，无法满足数量庞大的中小型桥梁结构安全检测的应用需求。

最新出现的GNSS测量方法虽然可以实现快速的结构线形测量，但是测量精度依赖于卫星导航信号无遮挡的情况，且易受拉索及桥塔的干扰。

动态测量方式捷联惯导技术，通过内部的陀螺仪和加速度计采集装置对运动参数进行采集，通过积分推算得到运载体的运动轨迹，然而由于运动轨迹的推算过程中，采用的是积分推算方式，将导致轨迹推算过程中微小的偏差到最后越来越大，呈发散趋势。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于POS系统的桥梁检测方法，旨在快速、准确地测量桥梁结构形变位置与形变量，实现桥梁结构的高精度检测。

为实现上述目的，本发明提出一种基于POS系统的桥梁检测方法，该桥梁检测方法包括以下步骤：

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；

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；

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。

进一步地，所述建立桥轴坐标系和测量坐标系的步骤之后，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的步骤之前，还包括：

参考待测桥梁的车道数及线形结构，规划测量路径并设计测量速度。

进一步地，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；