CN106767664B - 基于北斗***的大跨径桥梁形变实时监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于北斗***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***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。
Description
技术领域
本发明属于梁桥形变实时监测***技术领域，具体涉及一种基于北斗***的大跨径桥梁形变实时监测方法。
背景技术
目前，国内外大跨径连续梁桥运营期间主要病害为跨中过度下挠，腹板斜裂缝、底板裂缝等形变现象。国内对连续梁桥跨中下挠等形变数据采集大量采用的方法和仪器为人工光学测量法、连通管法、引张线法、视频测像法和全站仪、加速度仪、激光干涉仪、应变仪等。这些方法和仪器都有其各自的优缺点，但存在自动化程度低，工作量大，观测易受气候和其它外界条件的影响，容易漏过重要和危险的信号，且数据采集无法在时间上同步等局限性。
现有建成的桥梁健康监测***对位移等形变测量大多采用卫星定位技术。实际工程应用实践中，主要应用于斜拉桥和悬索桥等大跨径复杂桥梁上，而在大跨径连续梁桥中应用较少，几乎为零。
现有建成的桥梁健康监测***在大跨径连续梁桥监测推广应用中存在一些比较普遍的问题：现有健康监测***中监测测试内容较多，没有专门针对大跨连续梁桥受力特性进行设计，也没有针对大跨径连续梁桥形变监测而开发的监测***；多数健康监测***位移测量采用的GPS定位***，由于GPS***为美国开发研究，存在关键技术受限制和数据安全性隐患问题；部分桥梁健康监测***并不是由桥梁专业人员设计，或者这些设计者缺乏丰富的桥梁检测与评估经验，使得其测点的布设不甚合理，导致***测点布置规模差异性较大，造成关键数据缺失；***各类型传感器种类繁多，获取了海量数据，但与大跨径连续梁桥主要病害无关，造成数据繁多难以处理，不能为桥梁管养人员提供直观有效的决策依据同时造成投资浪费；大量传感器寿命和传输线路长期使用直接导致监测***使用寿命的较短，使用效率难以得到保证；健康监测***庞大，一次性建设费用昂贵，难以普遍推广。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种基于北斗***的大跨径桥梁形变实时监测方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于北斗***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***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***包括基准站、***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；
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***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***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***；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。
进一步，所述实时监测数据和历史数据查询模块包括桥梁变形监测数据的实时曲线展示模块，绝对高程和相对变形量数据曲线分析模块，根据分布在桥梁上的挠度测点绘制全桥线形模块，多级预警包络分析模块，历史数据查询模块和数据下载。
进一步，多级预警设置、分析和提醒模块通过桥梁结构分析和变形监测历史数据统计，设置每个变形监测点的阈值，设置在云计算数据中心的后台预警服务程序根据设置的阈值自动进行超限判别，并将超限信息写入数据库和短信预警表中，在PC浏览器和智能手机APP均可以查看到阈值超限信息，并对其进行处置和关闭；与此同时，超限信息会自动归类，并通过短信和邮件的方式分别给不同层级的用户发送不同的阈值超限信息。
进一步，通过用户监测配置模块增加某座桥梁的形变监测，用户监测配置模块主要包括监测类型配置、监测截面配置、监测点配置和检测页面运行参数配置，其中监测类型配置对不同的变形类型参数进行管理，变形类型参数包括挠度、桥墩沉降和伸缩缝位移，监测截面配置是对变形测点布置所在桥梁截面位置信息进行管理，一个截面布置多个测点的集成管理，监测点配置是对监测点所在截面的位置、基准值、实际照片信息进行管理，并对监测点存储方式和位置信息进行管理。
进一步，数据处理步骤中，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；
进一步，采用实时动态RTK测量法的关键在于确定起始的整周模糊度，整周模糊度的确定方法如下：
1）附加附有站点坐标概略已知约束的模糊度浮点解求解；
2）采用LAMBDA方法搜索出若干组模糊度；
3）按照残差平方和、基线长度差值和俯仰角的差值检核若干组模糊度，最终确定出最佳模糊度。
进一步，确定出最佳模糊度后，若利用载波相位观测值求解桥梁形变量计算结果达不到精度要求，则通过如下方法提高桥梁形变量计算结果的精度：
（1）利用误差的相关性进行粗差定位和探测；
（2）利用历元间差分进行微小粗差探测；
（3）多个历元的数据进行整体平差，对残差进行分析，重新对原始数据进行定权，然后平差求解基线分量，提高基线分量的精度，从而提高桥梁形变量计算精度。
进一步，数据处理还包括预处理过程，预处理过程包括奇异值剔除、数据修复、特征值提取和误差处理，误差处理过程中，首先剔除粗大误差，再处理随机误差，最后处理***误差。
本发明所达到的有益技术效果：基于北斗***的大跨径桥梁形变监测方法，在桥梁形变发生异常时，通过北斗定位***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。
附图说明
图1本发明之载波相位实时差分工作流程图；
图2本发明之载波相位差分定位用户机工作流程图；
图3进行数据预处理前后挠度实测数据曲线对比图；
图4数据仓库构建框图；
图5实施例1主桥箱梁变形测点布置结构图；
图6实施例2采用本发明方法测量竣工13年后的大桥的梁高程和成桥时的对比曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明采用基于北斗***的大跨径桥梁形变实时监测***，在桥梁形变发生异常时，通过北斗定位***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。该监测***包括数据采集层、数据传输层、数据中心层、分析应用层四层架构。
数据采集层。主要包括北斗地基增强***和北斗桥梁形变监测站。北斗地基增强***由基准站、***控制中心、用户数据中心等子***组成。北斗桥梁形变监测站主要包括北斗天线、接收机、避雷设备等。北斗桥梁形变监测点按照布置位置的不同可分为挠度监测站、桥墩不均匀沉降监测站、伸缩缝变位特征监测站等。
数据传输层。数据采集层采集的北斗卫星原始数据通过数据传输层传输到桥梁形变监测中心。数据传输层主要包括桥梁现场监测网络、电信运营商光纤宽带、桥梁形变监测应用网络。
数据中心层。基于云计算环境进行北斗卫星数据实时解算和桥梁形变监测数据的存储。北斗卫星数据实时解算软件获得北斗卫星原始数据（载波相位和伪距），对其进行差分处理和滤波。桥梁形变监测数据存储内容包括原始数据、解算数据、预警数据、健康状态信息。
分析应用层。在数据处理层基础上，通过平台搭建配置式敏捷开发，快速构建面向桥梁形变监测应用平台。平台应用的具体形态是多样的，可以是浏览器模式或客户机模式，还可以是移动设备模式。
本发明提供的基于北斗***的大跨径桥梁形变实时监测方法，具体包括：
数据采集：由北斗地基增强***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***包括基准站、***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；
完成测地型差分用户机的安装后开机，此时，可通过手簿设置差分工作模式为载波相位实时差分模式，也可将接收机默认差分模式设置为载波相位实时差分模式，开机后自动进入该模式。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原始数据和导航电文，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；如图1-2所示。
北斗***与GPS***均采用了码分多址技术，且频率相近，方便了多频模糊度处理；广播星历内容采用轨道参数，与GPS***相似；时间***与GPS***相差固定值，坐标***与GPS***只存在cm级差异，容易归一化数据处理。因此，利用GPS/BD观测数据可实现双***RTK无缝兼容解算，明显缩短RTK初始化时间，提高RTK的定位精度。
北斗***是国际上第一个三频实用化卫星导航***，三频数据有利于进行更多的观测值组合解算，更有效地消除电离层延迟影响，减少RTK的初始化时间，增加RTK的作用距离。
北斗***的GEO卫星位置相对于地球静止，其卫星信号往往最容易捕获到，IGSO卫星其次，MEO卫星最难捕获。因此，相比于GPS***卫星均为MEO卫星，BD***的卫星信号更容易捕获，从而减少了接收机对卫星的锁定时间。
基线解算过程包括：原始数据的读入，在进行基线解算时，首先需要读取原始数据。数据处理软件可以直接处理原始数据，或者将原始数据进行格式转换。目前，最常用的格式是RINEX格式，对于按此种格式存储的数据，大部分的数据处理软件都能直接处理；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，设定基线解算的控制参数是基线解算时一个非常重要的环节，通过控制参数的设定，可以实现基线的精化处理；基线解算，基线解算的过程一般是自动进行的，无需过多的人工干预；基线质量的检验，基线解算完毕后，基线结果并不能马上用于后续的处理，还必须对基线的质量进行检验，只有质量合格的基线才能用于后续的数据处理，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；
采用实时动态RTK测量法的关键在于确定起始的整周模糊度，根据使用环境和特点，利用附有站点坐标概略已知进行辅助的模糊度确定方法，进行快速的模糊度确定，方法如下：
1）附加附有站点坐标概略已知约束的模糊度浮点解求解；
2）采用LAMBDA方法搜索出若干组模糊度；
3）按照残差平方和、基线长度差值和俯仰角的差值检核若干组模糊度，最终确定出最佳模糊度。
该方法具有速度快、可靠性高的优点。根据测试，在5颗观测卫星的条件下，单历元成功确定出整周模糊度的概率在90%以上，大幅加快了形变量计算的收敛时间。
桥梁形变监测对形变量计算精度要求非常高，仅把模糊度确定正确，直接利用载波相位观测值进行求解难以达到精度要求。为此，可使用以下手段提高最终的形变量计算精度：
（1）利用误差的相关性进行粗差定位和探测；
（2）利用历元间差分进行微小粗差探测；
（3）多个历元的数据进行整体平差，对残差进行分析，重新对原始数据进行定权，然后平差求解基线分量，提高基线分量的精度，从而提高桥梁形变量计算精度。
监测数据的分析处理必须建立在准确有效的监测数据之上，因此，在数据处理之前，必须对监测数据进行可靠性检验，剔除粗差的影响，并保留错误数据以提交数据状态报告。数据预处理将原始数据进行处理后转存到中心数据库，为数据分析提供干净数据，并构建面向分析的数据仓库，如图3所示，进行数据预处理前后挠度实测数据曲线对比图。预处理过程包括奇异值剔除、数据修复、特征值提取和误差处理，误差处理过程中，首先剔除粗大误差，再处理随机误差，最后处理***误差。采用预处理后
高精度变形和位移监测中，除了与一般GNSS短基线具有共同之处外，基准站和监测站的位置相对固定，因此其***误差有一定的特点和规律。在***误差方面，双差后基本上可以完全消除卫星钟差、接收机钟差的影响，并且由于基线距离比较近，轨道误差影响非常小，因此对流层的残差、电离层和衍射误差、多路径效应就是影响GNSS短基线定位精度的主要***误差。
数据存储和管理：
1）采用基于联机分析处理的数据库，对原始数据进行数据管理，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***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***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，如图4所示；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***；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。
所述实时监测数据和历史数据查询模块包括桥梁变形监测数据的实时曲线展示模块，绝对高程和相对变形量数据曲线分析模块，根据分布在桥梁上的挠度测点绘制全桥线形模块，多级预警包络分析模块，历史数据查询模块和数据下载。
多级预警设置、分析和提醒模块通过桥梁结构分析和变形监测历史数据统计，设置每个变形监测点的阈值，设置在云计算数据中心的后台预警服务程序根据设置的阈值自动进行超限判别，并将超限信息写入数据库和短信预警表中，在PC浏览器和智能手机APP均可以查看到阈值超限信息，并对其进行处置和关闭；与此同时，超限信息会自动归类，并通过短信和邮件的方式分别给不同层级的用户发送不同的阈值超限信息。
通过用户监测配置模块增加某座桥梁的形变监测，用户监测配置模块主要包括监测类型配置、监测截面配置、监测点配置和检测页面运行参数配置，其中监测类型配置对不同的变形类型参数进行管理，变形类型参数包括挠度、桥墩沉降和伸缩缝位移，监测截面配置是对变形测点布置所在桥梁截面位置信息进行管理，一个截面布置多个测点的集成管理，监测点配置是对监测点所在截面的位置、基准值、实际照片信息进行管理，并对监测点存储方式和位置信息进行管理。
实施例1
为了说明本发明的技术效果，本发明以京港澳高速蔡甸汉江大桥为监测对象进行跨中挠度长期监测。汉江大桥是京港澳高速公路湖北境内跨越汉江的一座特大桥，位于湖北省武汉市蔡甸区，全桥由双向四车道高速公路和两车道农用道构成，1998年10月开工，2001年10月竣工。主桥上部结构为预应力混凝土箱型截面连续刚构，左右幅分别为单箱单室箱梁和单箱双室箱梁，主桥跨径桥垮布置为110m +180m +110m，桥面全宽28m。2014年对汉江大桥进行监测，发现主桥2014年实测线形与成桥线形比较，左幅桥跨中梁体下挠量为16.3cm，右幅桥跨中梁体下挠量为16.7cm；与2006年桥面实测线形比较，左幅桥跨中梁体下挠量为4.8cm，右幅桥跨中梁体下挠量为5.0cm。
根据汉江大桥梁体下挠情况，项目组拟对该桥采用北斗桥梁监测***进行监测。变形测试截面总体布置如图5所示，把边跨、中跨跨中及桥墩关键部位作为测试截面，其中S1～S3截面为上部结构边、中跨跨中测试截面；S4、S5为各墩墩顶截面。主桥箱梁变形测点布置如图5所示，在箱梁腹板外侧布置2个测点。
实施例2
采用本发明提供的方法进行桥梁变形预警分析、提醒，根据监测到的动态形变量最大值，对梁体弹性变形是否在正常范围进行报警。根据监测***测得的动态形变量，结合桥梁设计时的结构计算分析，在桥梁承载能力极限状态下和正常使用极限状态下，梁体跨中在设计荷载最不利组合状况下变形值a值，当监测到的最大动态形变量b值大于a值时，监测***发出报警信号。如图6所示，为采用本发明提供的方法测量竣工13年后的大桥的梁高程和成桥时的对比曲线图。
本发明监测到连续梁桥跨中静态形变量发生异常时，也能及时提供预警和报警。
1.对于监测***测得的连续梁主跨跨中静态形变量，根据《公路桥梁技术状况评定标准》，当梁体出现明显下挠，挠度小于L/1000（L为桥梁主跨计算跨径），或构件出现弯曲变形，行车稍感振动或摇晃，梁体构件评定标度为3，当引起管养单位注意；
2.当梁体出现显著下挠，挠度大于L/1000小于L/600，或构件存在明显的永久变形，伴随梁板出现较严重病害，梁体构件评定标度为4，监测***当发出预警信号；
3.当梁体挠度大于L/600，造成结构出现明显的永久变形，梁板出现严重病害，显著影响承载能力和行车安全，监测***当发出报警信号。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.基于北斗***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***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***包括基准站、***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***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***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***；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。
2.根据权利要求1所述的基于北斗***的大跨径桥梁形变实时监测方法，其特征在于：所述实时监测数据和历史数据查询模块包括桥梁变形监测数据的实时曲线展示模块，绝对高程和相对变形量数据曲线分析模块，根据分布在桥梁上的挠度测点绘制全桥线形模块，多级预警包络分析模块，历史数据查询模块和数据下载。
3.根据权利要求1所述的基于北斗***的大跨径桥梁形变实时监测方法，其特征在于：多级预警设置、分析和提醒模块通过桥梁结构分析和变形监测历史数据统计，设置每个变形监测点的阈值，设置在云计算数据中心的后台预警服务程序根据设置的阈值自动进行超限判别，并将超限信息写入数据库和短信预警表中，在PC浏览器和智能手机APP均可以查看到阈值超限信息，并对其进行处置和关闭；与此同时，超限信息会自动归类，并通过短信和邮件的方式分别给不同层级的用户发送不同的阈值超限信息。
4.根据权利要求1所述的基于北斗***的大跨径桥梁形变实时监测方法，其特征在于：通过用户监测配置模块增加某座桥梁的形变监测，用户监测配置模块主要包括监测类型配置、监测截面配置、监测点配置和检测页面运行参数配置，其中监测类型配置对不同的变形类型参数进行管理，变形类型参数包括挠度、桥墩沉降和伸缩缝位移，监测截面配置是对变形测点布置所在桥梁截面位置信息进行管理，一个截面布置多个测点的集成管理，监测点配置是对监测点所在截面的位置、基准值、实际照片信息进行管理，并对监测点存储方式和位置信息进行管理。
5.根据权利要求1所述的基于北斗***的大跨径桥梁形变实时监测方法，其特征在于：采用实时动态RTK测量法的关键在于确定起始的整周模糊度，整周模糊度的确定方法如下：
1)附加附有站点坐标概略已知约束的模糊度浮点解求解；
2)采用LAMBDA方法搜索出若干组模糊度；
3)按照残差平方和、基线长度差值和俯仰角的差值检核若干组模糊度，最终确定出最佳模糊度。
6.根据权利要求5所述的基于北斗***的大跨径桥梁形变实时监测方法，其特征在于：确定出最佳模糊度后，若利用载波相位观测值求解桥梁形变量计算结果达不到精度要求，则通过如下方法提高桥梁形变量计算结果的精度：
(1)利用误差的相关性进行粗差定位和探测；
(2)利用历元间差分进行微小粗差探测；
(3)多个历元的数据进行整体平差，对残差进行分析，重新对原始数据进行定权，然后平差求解基线分量，提高基线分量的精度，从而提高桥梁形变量计算精度。
7.根据权利要求1所述的基于北斗***的大跨径桥梁形变实时监测方法，其特征在于：数据处理还包括预处理过程，预处理过程包括奇异值剔除、数据修复、特征值提取和误差处理，误差处理过程中，首先剔除粗大误差，再处理随机误差，最后处理***误差。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhou Junbo Inventor after: Shi Zhengxiong Inventor after: Zhang Ruogang Inventor before: Shi Zhengxiong Inventor before: Zhang Ruogang |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231124 Address after: 430048 no.7-101, Jinyinhu Science Park, Huanhu Middle Road, Jinyinhu street, Dongxihu District, Wuhan City, Hubei Province Patentee after: Zhongnan Testing Technology Co.,Ltd. Address before: 430071 No.2, Zhongnan 2nd Road, Wuchang District, Wuhan City, Hubei Province Patentee before: CENTRAL-SOUTHERN SAFETY & ENVIRONMENT TECHNOLOGY INSTITUTE CO.,LTD. |
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| TR01 | Transfer of patent right |