結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)

內(nèi)容概要

本書(shū)系統(tǒng)地介紹了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的一門(mén)新興技術(shù)——GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)。書(shū)中總結(jié)了作者近年來(lái)的研究成果及散現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中的資料。全書(shū)共分九章，內(nèi)容包括：GPS定位技術(shù)的發(fā)展概況及特點(diǎn)，GPS的組成與衛(wèi)星信號(hào)的結(jié)構(gòu)，GPS變形監(jiān)測(cè)的基本原理，GPS信號(hào)接收機(jī)的工作原理和分類，GPS監(jiān)測(cè)的誤差來(lái)源與消除方法，GPS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基本處理方法，GPS結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與軟件開(kāi)發(fā)，GPS結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的工程實(shí)施及應(yīng)用。    本書(shū)可作為土木工程、水利工程和工程測(cè)量等專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的學(xué)習(xí)用書(shū)，也可供相關(guān)專業(yè)的科技人員參考。

作者簡(jiǎn)介

　　李宏男，現(xiàn)任大連理工大學(xué)土木水利學(xué)院院長(zhǎng)，“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授，國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者，國(guó)家級(jí)有突出貢獻(xiàn)的中青年科技專家，享受?chē)?guó)務(wù)院特殊津貼。于1982年、1987年和1990年分別獲得學(xué)士、碩士和博士學(xué)位?，F(xiàn)為國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)學(xué)科評(píng)議組成員，曾任國(guó)

書(shū)籍目錄

前言第一章  緒論  1.1  工程變形監(jiān)測(cè)總論    1.1.1  變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容及分類    1.1.2  變形監(jiān)測(cè)的精度和頻率要求    1.1.3  變形監(jiān)測(cè)的方法與技術(shù)    1.1.4  變形監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)    1.1.5  變形監(jiān)測(cè)的意義  1.2  GPS定位技術(shù)的發(fā)展概況及特點(diǎn)    1.2.1  早期的衛(wèi)星定位技術(shù)    1.2.2  GPS定位技術(shù)的由來(lái)與發(fā)展階段    1.2.3  GPS定位技術(shù)的特點(diǎn)  1.3  GPS定位技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域    1.3.1  GPS在軍事上的應(yīng)用      1.3.2  GPS在海陸空導(dǎo)航中的應(yīng)用    1.3.3  GPS在海洋測(cè)繪方面的應(yīng)用    1.3.4  GPS在大地測(cè)量方面的應(yīng)用    1.3.5  GPS在工程測(cè)量方面的應(yīng)用    1.3.6  GPS在航空攝影測(cè)量中的應(yīng)用    1.3.7  GPS在土木工程健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用    1.3.8  GPS在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用  參考文獻(xiàn)第二章  GPS組成與衛(wèi)星的廣播信號(hào)  2.1  GPS的基本組成    2.1.1  空間星座部分    2.1.2  地面監(jiān)控部分    2.1.3  用戶設(shè)備部分  2.2  GPS定位的坐標(biāo)系統(tǒng)    2.2.1  協(xié)議天球坐標(biāo)系    2.2.2  協(xié)議地球坐標(biāo)系    2.2.3  國(guó)家坐標(biāo)系與地方坐標(biāo)系    2.2.4  WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)  2.3  GPS定位的時(shí)間系統(tǒng)    2.3.1  世界時(shí)系統(tǒng)    2.3.2 原子時(shí)系統(tǒng)    2.3.3  力學(xué)時(shí)系統(tǒng)    2.3.4  協(xié)調(diào)世界時(shí)    2.3.5  GPS時(shí)間系統(tǒng)    2.3.6  其他計(jì)時(shí)系統(tǒng)  2.4  GPS衛(wèi)星的廣播信號(hào)    2.4.1  GPS衛(wèi)星的偽隨機(jī)測(cè)距碼    2.4.2  GPS導(dǎo)航電文    2.4.3  GPS衛(wèi)星載波信號(hào)    參考文獻(xiàn)第三章  GPS變形監(jiān)測(cè)基本原理  3.1  引言  3.2  衛(wèi)星的無(wú)攝運(yùn)動(dòng)    3.2.1  開(kāi)普勒三定律    3.2.2  衛(wèi)星運(yùn)行的軌道參數(shù)    3.2.3  衛(wèi)星的瞬時(shí)位置和瞬時(shí)速度  3.3  衛(wèi)星的受攝運(yùn)動(dòng)    3.3.1  衛(wèi)星的攝動(dòng)力分類    3.3.2  幾種主要的攝動(dòng)力影響  3.4  GPS定位的觀測(cè)方程    3.4.1  GPS的定位方式和觀測(cè)量    3.4.2  GPS觀測(cè)方程及其線性化  3.5  GPS動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位原理    3.5.1  測(cè)碼偽距動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位    3.5.2  測(cè)相偽距動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位  3.6  GPS靜態(tài)絕對(duì)定位原理    3.6.1  測(cè)碼偽距靜態(tài)絕對(duì)定位    3.6.2  測(cè)相偽距靜態(tài)絕對(duì)定位  3.7  GPS靜態(tài)相對(duì)定位原理    3.7.1  單差觀測(cè)方程    3.7.2  雙差觀測(cè)方程    3.7.3  三差觀測(cè)方程  3.8  GPS動(dòng)態(tài)相對(duì)定位原理    3.8.1  測(cè)碼偽距動(dòng)態(tài)相對(duì)定位    3.8.2  測(cè)相偽距動(dòng)態(tài)相對(duì)定位  3.9  衛(wèi)星幾何分布對(duì)定位結(jié)果的影響    3.9.1  衛(wèi)星幾何分布的影響    3.9.2  偽衛(wèi)星定位技術(shù)    參考文獻(xiàn)第四章  GPS信號(hào)接收機(jī)  4.1  引言  4.2  GPS信號(hào)接收機(jī)的分類與選用    4.2.1  按接收機(jī)工作原理分類    4.2.2  按接收機(jī)的用途分類    4.2.3  按接收機(jī)捕獲的載波頻率分類    4.2.4  按接收機(jī)的通道數(shù)分類  4.3  GPS信號(hào)接收機(jī)的組成與工作原理  4.4  GPS信號(hào)接收機(jī)的檢校與維護(hù)    4.4.1  GPS信號(hào)接收機(jī)的檢校方法    4.4.2  GPS信號(hào)接收機(jī)的維護(hù)方法  4.5  幾種常用的GPS信號(hào)接收機(jī)    4.5.1  中國(guó)中海達(dá)GPS信號(hào)接收機(jī)    4.5.2 美國(guó)AshteclI GPS信號(hào)接收機(jī)    4.5.3  加拿大NovAtel GPS信號(hào)接收機(jī)    4.5.4  美國(guó)Trimble GPS信號(hào)接收機(jī)    4.5.5  瑞士Leica GPS信號(hào)接收機(jī)    參考文獻(xiàn)第五章  GPS監(jiān)測(cè)的誤差來(lái)源與消除方法  5.1  引言  5.2  與衛(wèi)星有關(guān)的誤差與消除方法    5.2.1  衛(wèi)星星歷誤差    5.2.2  衛(wèi)星鐘差  5.3  與信號(hào)傳播路徑有關(guān)的誤差與消除方法    5.3.1  電離層折射    5.3.2  對(duì)流層折射    5.3.3  多路徑效應(yīng)與消除方法    5.3.4  周跳的探測(cè)與修復(fù)  5.4  與接收機(jī)有關(guān)的誤差與消除方法    5.4.1  觀測(cè)誤差    5.4.2  接收機(jī)鐘差    5.4.3  天線相位中心偏差  參考文獻(xiàn)第六章  GPS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理方法  6.1  引言  6.2  GPS基線向量的解算    6.2.1  GPS數(shù)據(jù)傳輸    6.2.2  GPS基線解算的預(yù)處理    6.2.3  GPS基線解算的模式  6.3  GPS定位結(jié)果的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換  6.4  GPS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理常用方法    6.4.1  GPS監(jiān)測(cè)中的數(shù)據(jù)挖掘方法    6.4.2  GPS監(jiān)測(cè)中的數(shù)據(jù)融合方法    6.4.3  GPS監(jiān)測(cè)中的系統(tǒng)識(shí)別方法    參考文獻(xiàn)第七章  GPS結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)  7.1  引言  7.2  結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成與研究概況    7.2.1  結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則      7.2.2  結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)    7.2.3  結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)各個(gè)子系統(tǒng)的研究概況    7.2.4  結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)集成系統(tǒng)典型工程應(yīng)用  7.3  虛擬儀器技術(shù)    7.3.1  虛擬儀器技術(shù)的概念    7.3.2  虛擬儀器的組成      7.3.3  虛擬儀器的特點(diǎn)及優(yōu)越性  7.4  軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境及LabVIEW平臺(tái)    7.4.1  軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境的選擇    7.4.2  LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)    7.5  GPS結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案    7.5.1  GPS結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案    7.5.2  傳感器的選型與配置    7.5.3  數(shù)據(jù)采集儀器的選型  參考文獻(xiàn)第八章  基于虛擬儀器技術(shù)的GPS結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)  8.1  引言  8.2  數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)    8.2.1  硬件采集儀器    8.2.2  數(shù)據(jù)采集軟件程序流程  8.3  數(shù)據(jù)處理及分析子系統(tǒng)    8.3.1  數(shù)據(jù)處理及分析系統(tǒng)程序流程    8.3.2  數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)    8.3.3  虛擬小波消噪儀的設(shè)計(jì)    8.3.4  數(shù)據(jù)分析模塊的設(shè)計(jì)  8.4  損傷識(shí)別及預(yù)警子系統(tǒng)    8.4.1  損傷識(shí)別系統(tǒng)程序流程    8.4.2  聲、光預(yù)警方法及程序流程  8.5  數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)    8.5.1  LabVIEW與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接    8.5.2  DCT的配置    8.5.3  數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)    8.5.4  網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)  8.6  監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)試與應(yīng)用    8.6.1  模型設(shè)計(jì)與制作      8.6.2 試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果分析    參考文獻(xiàn)第九章  GPS結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的工程實(shí)施及應(yīng)用  9.1  引言  9.2  GPS結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的工程實(shí)施方法    9.2.1  GPS結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的技術(shù)依據(jù)    9.2.2  GPS結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)通信方法    9.2.3  GPS結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的土建工作    9.2.4  GPS設(shè)備的防雷措施及過(guò)壓保護(hù)      9.2.5  GPS設(shè)備的電力供應(yīng)方案  9.3  GPS多路徑誤差信號(hào)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)    9.3.1  GPS多路徑信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)      9.3.2  GPS多路徑信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立      9.3.3  GPS多路徑誤差信號(hào)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)  9.4大連世貿(mào)大廈GPS動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)    9.4.1  大連世貿(mào)大廈動(dòng)力分析    9.4.2  大連世貿(mào)大廈GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)    9.4.3  大連世貿(mào)大廈GPS現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)    參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第一章　緒論　　1.1　工程變形監(jiān)測(cè)總論　　變形是自然界普遍存在的現(xiàn)象，它是指變形體在各種荷載作用下，其形狀、大小及位置在時(shí)間域和空間域的變化。變形監(jiān)測(cè)是指周期性地對(duì)設(shè)置在建筑物上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)監(jiān)測(cè)，求得監(jiān)測(cè)點(diǎn)各周期相對(duì)于首期的點(diǎn)位或高程變化量。其目的是監(jiān)視建筑物在施工中和竣工后使用過(guò)程中的安全情況；驗(yàn)證地質(zhì)勘察資料和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的可靠程度；研究變形的原因和規(guī)律，以改進(jìn)設(shè)計(jì)理論和施工方法等。變形監(jiān)測(cè)是多種技術(shù)的綜合，目前正向著邊緣學(xué)科的方向發(fā)展，同時(shí)隨著理論和設(shè)備的進(jìn)步，變形監(jiān)測(cè)已從單一的、范圍受限、工作量大的作業(yè)手段發(fā)展成為使用方法多樣、范圍廣大、自動(dòng)化程度高的新技術(shù)?！　?.1.1　變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容及分類　　變形監(jiān)測(cè)的研究?jī)?nèi)容應(yīng)具有明確的針對(duì)性，既要有重點(diǎn)，又要做到全面考慮，才能正確地反映出變形體的變化情況，達(dá)到監(jiān)視變形體的安全、了解其變形規(guī)律的目的。根據(jù)變形體的研究范圍，變形監(jiān)測(cè)的研究對(duì)象可劃分為三類：　?。?）全球性變形研究，如監(jiān)測(cè)全球板塊運(yùn)動(dòng)、地極移動(dòng)、地球自轉(zhuǎn)速率變化、地潮等；　?。?）區(qū)域性變形研究，如地殼變形監(jiān)測(cè)、城市地面沉降等；　?。?）工程和局部性變形研究，如工程建筑物的三維變形、坡體的滑動(dòng)、地下開(kāi)采時(shí)引起的地表移動(dòng)和下沉等?！　⊥ǔＭ聊竟こ讨兴f(shuō)的變形監(jiān)測(cè)主要是指針對(duì)建筑物及場(chǎng)地的變形監(jiān)測(cè)，它可分為以豎向位移為主的變形監(jiān)測(cè)和以水平位移為主的變形監(jiān)測(cè)。　　對(duì)于以豎向位移為主的變形觀測(cè)，其方法是首先根據(jù)建筑場(chǎng)地的地形、地質(zhì)條件和對(duì)變形觀測(cè)的精度要求，合理布設(shè)變形控制網(wǎng)點(diǎn)。在建筑物附近比較穩(wěn)固的位置埋設(shè)工作基點(diǎn)，直接用以測(cè)定建筑物上觀測(cè)點(diǎn)的位移，且應(yīng)盡可能在變形影響以外的穩(wěn)固位置埋設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)，用以檢核工作基點(diǎn)本身的穩(wěn)固性。工作基點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)一般都組成網(wǎng)形，用精密水準(zhǔn)測(cè)量的方法來(lái)施測(cè)和檢驗(yàn)。高程變化值的測(cè)定通常采用精密水準(zhǔn)方法，也可用液體靜力水準(zhǔn)儀、氣泡傾斜儀、電子水準(zhǔn)器等進(jìn)行測(cè)量。常見(jiàn)的豎向變形觀測(cè)包括：　?。?）基坑回彈測(cè)量：在基坑開(kāi)挖前、中、后期，測(cè)出事先埋設(shè)在基底面上的觀測(cè)點(diǎn)，由于基坑開(kāi)挖而引起的高程變化。開(kāi)挖前和開(kāi)挖后兩次的高程差為基坑的總回彈量?！　。?）地基分層沉降測(cè)量：測(cè)出埋設(shè)在不同土層上的觀測(cè)點(diǎn)因荷載增加而引起的高程變化，以求得各土層的沉降量和受壓層的最大深度。

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