基於GPS技術的大型結構建築物動態監測程朋根12熊助國1韓麗華3徐雲和1（1.東華理工學院測量係，江西撫州344000；2.武漢大學測繪遙感信息工程國家重點同時接收相同衛星的信號；通過通信係統的光纜，以一定的采樣率（如1Hz）實時地將基準站接收機獲得的衛星信息傳輸到監測站；在監測站，接收來自衛星的信號和來自基準站的信息，采用GPS軟件進行實時差分處理，可得到監測站的三維坐標，並以一定的采樣率發送到監控中心；監控中心接收各監測點的監測結果，並通過數據處理軟件作進一步的處理與分析，可以得到結構物在特定方向上的位移、旋轉角等參數。例如，索拉橋在橋的縱向、橫向和垂直方向上的位移，高層建築物在特定方向上的震動頻率與振幅。所有這些位移信息被保存到數據庫中，以便對構築物進行進一步評估提供依據。應該是已知的。例如，從理論上講，懸索橋最大位移值的位置位於橋跨的中部，高層建築物的最大位移在建築物的頂部。所以，對長跨距索拉橋，監測點應選擇在橋跨的二分之一、四分之一處和橋搭頂部，高層建築物的監測點應該設在建築物的高層處。基準點應選擇在距所監測結構物一定範圍內的固定位置上，並預先測定其坐標。
　　2.4數據處理與分析監測的目的是為了獲得興趣點在結構物縱向、橫向和垂直方向等特定方向上的位移或旋轉角，從而進一步分析位移與溫度之間的關係、位移與風速的關係、位移與結構載荷的關係等等。構築物狀態監測係統的數據處理工作包括坐標變換、頻譜分析、監測數據壓縮以及結構評估等等。
　　由於GPS位移實時監測係統獲得的監測點的坐標是WGS 84坐標按高斯投影變成平麵坐標，然後變換成構築物局部坐標係下的坐標，這樣可以得到監測點在構築物軸線方向的位移時程曲線。例如，對橋梁來說，局部坐標係的X軸為橋梁的縱向，垂直方向為Z軸，84坐標到橋梁局結構物特征點等位置。不同結構物逆移最大1位置blish部坐標i係變鎖、風對大橋位（移的影響w溫度對大橋2.3基準站與監測站的位置選擇由於差分GPS測量受氣候誤差和軌道誤差的影響隨基準站與監測站的距離變化而變化，基準點距監測點的距離應該保持在一定的距離以內。在現有的技術條件下，當基準點與監測點的距離在1km的範圍以內時，大氣和軌道誤差的影響可以控製在毫米級以內。為減少觀測過程中多路徑效應的影響，要求在基準點及監測點處的水平麵15度以上的視域範圍內，不應有遮擋物和產生多徑效應的反射物。監測點位置的選擇要考慮結構物的重要性、變形大小和所需要采集的信息。通常情況下，監測點應該選擇在興趣點、最大變形位置點或按右手法則得Y軸。
　　通過分析監測點位移時程曲線，可以得到結構物的震動頻率和振幅。頻譜分析可以利用快速傅立葉變換的方法進行，通過頻譜分析可以得到監測點的功率譜曲線，與設計的理論值或不同時段的功率譜曲線進行比較，可以診斷構築物的穩定性。
　　對構築物進行動態監測時，除測定監測點的位移值外，通常還需要測定溫度、風力風向或構築物承受的載荷等參數。結合這些觀測值還可以進行諸如風對位移的影響、溫度對位移的影響、載荷對位移影響等分析。
　　例如，在橋梁結構動態監測係統中，要進行的豎向位移的影響、車輛對大橋豎向位移的影響、頻譜分析等。根據這些分析結果可以對大橋進行風力效應監測、溫度效應監測、交通載荷效應監測和大橋主要構件應力監測。
　　由於從監測係統采集的原始監測數據通常比較大，將這些數據全部存貯往往比較困難，有時也沒有必要。如何從原始監測數據中提取能代表整個監測信息的信息精華以便減少存貯數據的容量是一個十分有意義的數據提煉工作。此外，根據監測信息進行結構狀態和安全性的評估也是整個結構健康監測係統的目標。
　　3大型結構動態監測實例國內外有采用GPS進行大型結構物動態監測的許多成功的事例，主要分為高層建築、大型橋梁的實時動態位移監測。例如加拿大的卡爾加裏塔、英國亨伯大橋、日本明石的凱約大橋、香港青馬控製區的三橋、新加坡的共和國大廈，以及中國的虎門大橋和深圳帝王大廈等都成功地應用了GPS技術進行動態監測工作。