[发明专利]基于北斗系统的大跨径桥梁形变实时监测方法

摘要

本发明提供一种基于北斗系统的大跨径桥梁形变实时监测方法，包括数据采集；数据处理：云计算数据中心基于云计算环境对原始数据依次进行差分处理和滤波处理，实现对原始数据的实时解算，得到解算后的桥梁形变数据，并将原始数据和解算后的桥梁形变数据分别存储至数据库中；数据存储和管理。该方法在桥梁形变发生异常时，通过北斗定位系统实时、精确的拾取其结构的某些局部和整体的参数，识别其与正常状态不同的特征，以确定损伤的位置及相对的程度，做出评估与预警；并通过对形变敏感特征量的长期观测，掌握桥梁性能劣化的演变规律，以部署相应的改善措施，延长桥梁的使用寿命。通过北斗定位导航技术的使用，可极大的提高了监测的准确性和预测评估的可靠性。

主权项

1.基于北斗系统的大跨径桥梁形变实时监测方法，其特征在于：数据采集：由北斗地基增强系统和北斗桥梁形变监测站采集桥梁原始数据，然后通过有线光纤网络、有线互联网或无线网络传输给云计算数据中心，并由云计算数据中心进行数据分析处理和存储；其中，北斗桥梁形变监测站根据设置位置的不同分为挠度监测站、桥墩不均匀沉降监测站和伸缩缝变位特征监测站，北斗桥梁形变监测站包括北斗天线、接收机和避雷设备，北斗地基增强系统包括基准站、系统控制中心和用户数据中心；数据处理：云计算数据中心基于云计算环境对原始数据依次进行差分处理和滤波处理，实现对原始数据的实时解算，得到解算后的桥梁形变数据，并将原始数据和解算后的桥梁形变数据分别存储至数据库中；采用实时动态RTK测量法对桥梁形变发生异常点进行定位，具体为：用户机一方面通过基带信号处理模块获得观测数据和导航电文，另一方面，用户机等待基准站的载波相位差分改正数，当接收到来自基准站的载波相位差分改正数后，将此载波相位差分改正数、原始数据与导航电文一起应用载波相位差分定位解算，得到定位结果；基线解算过程包括：原始数据的读入；原始数据的检查与修改，在读入原始数据后，需要对原始数据进行检查，检查项目包括监测站名称、监测点号、监测站坐标和天线高；基线解算控制参数的确定，基线解算控制参数用来确定处理方法进行基线解算；基线解算；基线质量的检验，基线解算完毕后，对基线进行检验，如果不合格，则进行重新解算或重新对原始数据进行采集，基线质量的检验包括RATIO、RDOP、RMS、同步环闭和差、异步环闭和差以及重复基线较差；数据存储和管理：1)采用基于联机分析处理的数据库，进行数据管理，实现了对特定分析需求进行联机数据访问，同时，为了加快对数据的存储查询管理，并突破系统文件大小的限制，数据存储采用数据分组和分表技术；2)采用二级数据备份技术对数据进行备份，以数据库服务器上的完全备份和差异备份作为第一级备份，以远程数据备份服务器上的压缩备份为第二级备份，其中，第一级备份采用数据库维护技术，对数据进行一周一次的完全备份，每天一次的差异备份，不对备份的数据采用压缩包，将备份数据的大小降低到了原始备份文件大小的30％，第二级备份采用Xcopy命令技术，将数据库服务器上备份的数据远程传输到另一台备份服务器上；3)构建数据仓库，具体过程包括概念模型设计、逻辑模型设计和物理模型设计，其中，概念模型设计包括概念模型需求分析和主题域确定，逻辑模型设计包括系统数据量估算、粒度模型设计、数据分割策略设计和元数据模型设计，物理模型设计包括确定存储结构、确定索引结构、对表进行归并和优化存储分配；若优化存储分配得到结果为单个主题则重复逻辑模型设计和物理模型设计过程；对数据仓库内数据进行清理和抽取，构建各类分析主题，通过数据分析应用集成进行显示；数据分析应用集成：数据处理结果通过数据分析应用集成软件显示，数据分析应用集成软件包括PC浏览器和智能手机APP，PC浏览器通过基于B/S架构的软件提供界面，智能手机APP，通过微信平台实现，且数据分析应用集成软件兼容Android和IOS系统；具体包括：GIS地图集成多座桥梁监测管理模块，实时监测数据和历史数据查询模块，多级预警设置、分析和提醒模块，大数据分析桥梁变形发送发展规律模块，自动生成桥梁变形监测报告模块，用户监测配置模块和数据下载模块。