[发明专利]基于BDS的桥梁结构相对形变监测系统与方法

说明书

本专利属于桥梁结构监测领域，本发明针对现有的桥梁结构监测系统不能进行云平台共享、在一些特殊天气情况下定位误差大的技术问题，提供了一种基于BDS的桥梁结构相对形变监测系统，包括：若干基于BDS系统的定位终端、通讯模块、与通讯网络连接的多桥综合云管理平台以及报警模块；若干定位终端分别固定在桥梁上，定位终端之间间隔设置，定位终端分别实时采集自身的定位信息；通讯模块用于接收定位终端的定位信息并将定位终端的定位信息发送至多桥综合云管理平台；多桥综合云管理平台用于接收定位终端的定位信息，多桥综合云管理平台还用于根据定位终端的定位信息确定相邻定位终端之间的相对位置。

技术领域

本发明涉及桥梁结构监测领域，具体涉及一种基于BDS的桥梁结构相对形变监测系统与方法。

背景技术

BDS，即中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。

BDS除了应用在导航外，还常用在桥梁动态监测中，其主要方法是，将BDS的定位模块固定在桥梁上，依靠定位模块反馈的定位信息，如果桥梁在使用过程中发生形变，那么在桥梁上面的定位模块也会随着桥梁有一定的位移。定位模块的位移量会通过BDS被检测出来，当这个位移量过大(超过阈值)时，会通过报警模块向桥梁监测者发出警报。

但是这种方式存在的问题主要是定位精度的问题，众所周知无论是GPS的定位模块还是BDS的定位模块，其定位精度如果是码定位的话一般民用在3m，军用0.3m，这种定位精度在桥梁动态监测中，基本是不适用的。

于是出现了差分定位技术，其原理是先设置一个基准站，通过常规方法反复精确测得基准站的精确坐标，基准站通过卫星(GPS或BDS)获得定位数据，将该定位数据与测量的精确坐标比较，可以得出定位系统的误差，然后将这个误差告诉附近的定位模块，就可以排出误差和干扰(在基准站与附近定位模块所受的环境干扰的大致相同)，获得高精度的定位数据。应用这种方式，在三峡大坝的修建时，附近就建立了多个差分基准站，取得了厘米级的定位精度，实现超精确的大坝对接。

但是这种差分定位技术在应用于桥梁动态监测中时，基准站需要通过常规方法反复精确测量才能得出精准坐标，这就导致了每个基准站的精确坐标的获得是需要投入大量的人力、物力的。为每个桥梁均建立一座基准站的设想，在执行时存在较大成本的问题。

在基准站建立之后，基准站与桥梁之间还存在一定的距离，在一些山区，桥梁通常横跨两座山，基准站为保证与卫星之间较强的信号强度，通常是位于山顶的。山区的环境变化较为复杂，尤其是在山顶和桥梁之间的天气还是存在较大区别的，如在大雾天气，通常桥梁上可见度明显低于山顶的可见度(桥梁和山顶存在一定的高度差)。在大雾散开的时候，桥梁上的雾气会先于山顶的雾气散开，在上述情况下，基准站与桥梁上的之间的天气(或者说气候)存在一定差异，这就导致了在一些特殊情况下，定位模块的定位信息存在误差大的情况，严重的还会导致报警模块出现误报的情况。

并且线圈的桥梁结构监测系统，大多数是对单个的桥梁进行监测的，现在还没有能够基于云平台的对桥梁结构进行监测的系统。

发明内容

本发明针对现有的桥梁结构监测系统不能进行云平台共享、在一些特殊天气情况下定位误差大的技术问题，提供了一种基于BDS的桥梁结构相对形变监测系统与方法。

本发明提供的基础方案为：基于BDS的桥梁结构相对形变监测系统，包括：若干基于BDS系统的定位终端、通讯模块、多桥综合云管理平台以及报警模块；

若干定位终端分别固定在桥梁上，定位终端之间间隔设置，定位终端分别实时采集自身的定位信息；

通讯模块用于分别接收定位终端的定位信息并将该定位终端的定位信息发送至多桥综合云管理平台多桥综合云管理平台；