[发明专利]一种基于北斗卫星的桥梁监测系统及其布置方法

说明书

本发明涉及桥梁检测领域，公开了一种基于北斗卫星的桥梁监测系统及其布置方法，包括若干个北斗GNSS基站和数据处理系统以及北斗GNSS基站的布置方法，北斗GNSS基站采集的数据会发送到数据处理系统进行计算归纳，得到桥梁形变的数据。本发明具有以下优点和效果：本发明通过北斗卫星的信号获取铁路桥的桥面监测点的三维定位数据，再借助北斗GNSS基站之间的互相测距，校准三维定位数据，最后通过数据处理系统归纳获取到的三维定位数据得到铁路桥的形变状况，能够对桥梁的形变状况进行持续不间断地监测，可以在桥梁受损的早期做出预警，极大的避免了桥梁坍塌的危险。

技术领域

本发明涉及桥梁监测领域，特别涉及一种基于北斗卫星的桥梁监测系统及其布置方法。

背景技术

据统计，我国修建桥梁的数量和难度已位于世界首位；至2019年，我国已有铁路桥梁近20万座，其中仅2016年就完工特大铁路桥9座。据相关统计显示，自2007年至2012年间，国内有37座桥梁垮塌，平均每年超过6座“夺命桥”，导致180多人丧生。这些垮塌桥梁中，近六成为1994年之后所建，桥龄还不到20年。例如2012年6月，西安市灞河发生洪水,陇海铁路灞河大桥5个桥墩相继倒塌,6孔梁坠入河中；2010年8月，宝成铁路德阳至广汉间石亭江铁路大桥被洪水冲断，一列从西安开往昆明的K165次火车第15、16车厢掉进石亭江。以上事故事后分析表明，面对突发的自然灾害，大型铁路桥梁和隧道实时健康监测非常重要。

现有技术中主要是靠人力携带测距设备定期对桥梁进行检测，但是这种检测方式费时费力，时间间隔大，难以及时发现桥梁问题。

专利公开号CN106767664B提供了一种基于北斗系统的大跨径桥梁形变实时监测方法，这种方法更多的是提供了一种检测数据的处理方式，对于直接进行桥梁检测系统的设备、摆放位置、如何检测等并没有提及，难以直接运用于桥梁检测上。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于北斗卫星的桥梁监测系统及其布置方法，具有的长效检测、实时查询、危机预警的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：。

一种基于北斗卫星的桥梁监测系统，包括若干个北斗GNSS基站和数据处理系统，所述北斗GNSS基站包括设置在桥上的北斗GNSS监测站和设置在桥外的北斗GNSS参考站，所述北斗GNSS监测站的数量不少于三个，所述北斗GNSS参考站的数量不少于一个；所述北斗GNSS基站包括供电模块、测量模块和通讯模块，所述测量模块用于接受北斗地基增强系统提供的信息，所述通讯模块用于将自身检测的数据传回数据处理系统，所述供电模块提供所需电力；

数据处理系统的软件接受北斗GNSS参考站和北斗GNSS监测站的原始观测数据，进行数据处理，得到瞬时的厘米级动态实时的位置变化和毫米级的徐变。

作为本发明的进一步改进，所述测量模块还包括UWB通讯模块，所述UWB通讯模块用于测量任意两个北斗GNSS基站之间的距离，还能测量北斗GNSS桥梁监测站和北斗GNSS桥梁参考站之间的距离，测算的数据传输到数据处理系统。

作为本发明的进一步改进，所述供电模块为太阳能供电或者电网供电其中的任意一种。

作为本发明的进一步改进，所述信号收发模块为WIFI、4G、5G或者光纤中的任意一种。

还提供一种采用权利要求1-4任一所述的基于北斗卫星的桥梁监测系统的布置方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.在桥外布置不少于一个的北斗GNSS参考站；

S2.在桥内布置不少于三个的北斗GNSS监测站，根据桥的种类不同，有如下布置方法，

1)普通梁式桥北斗GNSS监测站布置方式