[发明专利]一种基于北斗卫星的超高层建筑高精度变形监测系统及监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑物监测技术领域，尤其涉及一种基于北斗卫星的超高层建筑高精度变形监测系统及监测方法。

背景技术

随着中国经济的蓬勃发展，超高层建筑引领城市发展趋势，目前我国超过300m以上建筑已有50多座。这种超高层建筑在施工过程中，轴线测量、竖向精确投测、高程精确传递、建筑物的摆动、基振频率的测定，无法用常规测量方法达到要求。

为了实现上述测量和监测工作，利用北斗高精度卫星定位技术对超高层建筑进行变形监测，但对于监测环境差的超高层建筑，其受其他物体遮挡，致使监测卫星少，经常出现无法获取监测数据或获取的监测数据精度不高的问题，无法对超高层建筑施工过程实时监测。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种基于北斗卫星的超高层建筑高精度变形监测系统及监测方法，用于解决监测环境差，无法获取监测数据或获取的监测数据精度不高的问题，实现对超高层建筑施工过程实时监测，提高超高层建筑施工的安全性。

本发明的技术方案：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于北斗卫星的超高层建筑高精度变形监测系统，其包括北斗卫星。

其还包括距超高层建筑4-10km的第一基准点，位于超高层建筑附近的第二基准点，设置在超高层建筑上的若干监测点，以及数据处理系统；基准点与监测点上设置有能够接收北斗卫星定位信号的接收机；第一基准点与第二基准点形成固定基线，固定基线与每个监测点形成三角形，若干监测点对应的三角形构成固定基线组网；接收机获取观测数据，数据处理系统对观测数据进行处理，并获取超高层建筑的变形数据。

进一步地，所述监测点设置在核心筒顶部位置，其数量为8-10个。

进一步地，所述接收机的通道数为198，其可接收三个全球卫星导航系统、八频点的数据。

进一步地，所述全球卫星导航系统为GPS、BDS、GLONASS。

进一步地，所述八频点为L1、L2、L3；B1、B2、B3；G1、G2。

进一步地，所述接收机的规格为GNSS CSCEC-HC-5。

本申请还公开了一种基于北斗卫星的超高层建筑高精度变形监测方法，使用上述超高层建筑高精度变形监测系统，其具体包括以下步骤：

S1.根据超高层建筑的特点，设立监测系统第一基准点、第二基准点；

S2.将监测点布置在超高层建筑的核心筒顶部位置；

S3.将接收机安装在第一基准点、第二基准点及监测点上；

S4.测量超高层建筑的环境温度及风速；

S5.数据处理系统对接收机获取的观测数据进行处理，得到超高层建筑的变形数据。

进一步地，在步骤S5中，所述数据处理包括以下步骤：

S5-1.超高层建筑基准点坐标计算；

S5-2.超高层建筑监测点坐标计算；

S5-3.卫星定位高程测量；

S5-4.超高层建筑受温度影响的变形计算；

S5-5.采用双基站固定基线静态新算法获得超高层建筑变形趋势；

S5-6.计算超高层建筑的摆动幅度；

S5-7.计算超高层建筑的振动频率。

本发明有益效果：

本发明提供的一种基于北斗卫星的超高层建筑高精度变形监测系统及监测方法，其设置合理，采用双基站固定基线静态新算法，实时对超高层建筑的变形进行监测，解决了监测环境差，超高层建筑物遮挡严重，同步观测卫星数量少，观测数据质量差，无法通过常规算法解算，不能获取高精度变形数据的问题。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明之固定基线组网的示意图；

图3所示为监测点单历元E、N方向振动曲线；

图4是超高层建筑在南北方向的摆动幅度示意图；

图5是超高层建筑在东西方向的摆动幅度示意图；

图6是超高层建筑在南北方向的振动频率示意图；

图7是超高层建筑在东西方向的振动频率示意图；

图8是超高层建筑在高程方向的振动频率示意图。

附图中，各标号所代表的部件如下：

1.第一基准点；2.第二基准点；3.固定基线；4.监测点；5.三角形；6.北斗卫星。

具体实施方式