[发明专利]一种用于摩天建筑的便捷式摆动监测方法及装置

权利要求书

1.一种用于摩天建筑的便捷式摆动监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：采用垂直分布的三层立体网状布局设计建筑物监测网络，并在每层监测网络设置四个的监测点，且每个监测点配置一个接收机和数据转化模块，通过接收机接收卫星导航系统实时发送的导航数据，通过数据转化模块将监测点监测数据转送给灾变风险监测中心；

步骤二：记录建筑物监测网络每层四个监测点在t_k时刻获取的差分导航定位数据，分别为{(x_i,j(t_k),y_i,j(t_k),z_i,j(t_k)|i＝1,2,3,4；j＝0,1,2}，其中，j为从底向上的三层监测平面的层序号，i为对应层中按顺时针编号的每层四组监测点序号，利用同一层中四组监测点的差分导航定位数据，分别计算该层平面的中心坐标和法向量，根据计算得到的中心坐标和法向量，分别测定建筑物的建筑结构最大偏移量、建筑结构最大倾斜角和建筑结构最大倾斜方位；

步骤三：灾变风险监测中心利用建筑物监测网络不断获取建筑结构采样数据，并构造具有抗野值影响的高保真容错滤波器对采样数据进行滤波和本征信号提取，再根据提取的本征信号绘制建筑结构的最大偏离量、最大倾斜角和最大倾斜方位角随时间变化的曲线，然后结合国际国内相关建筑安全标准判断建筑物是否存在异常变化，并在异常时进行报警和风险处理，实现对建筑物结构倾塌风险的感知与警示，构造具有抗野值影响的高保真容错滤波器的具体算法如下：

S1、选取奇数r，设置滑动窗口宽度为L＝3r，对结构体形变度量序列{ξ_k(t_k)}∈{{D_0,2(t_k)},{θ(t_k)},{φ(t_k)}}，记{L_ξ(t_k-s),...,L_ξ(t_k+s)}为数据片段{ξ(t_k-s),...,ξ(t_k+s)}按照从小到大排序后的序列，进行滑动三分位容错均值滤波,滤波计算公式为：

式中，s＝(3r-1)/2，n为采样数据点数；

S2、将原始数列{ξ_k(t_k)}∈{{D_0,2(t_k)},{θ(t_k)},{φ(t_k)}}与三分位容错均值滤波比对做差，形成残差序列Δ_ξ(t_k)＝ξ(t_k)-F_ξ(t_k)；

S3、对残差序列{Δ_ξ(t_k)}左右两端各补足s个0，形成个数仍然为n的残差序列，再次进行滑动三分位容错均值滤波，得到残差三分位容错滤波：

式中，{L_Δξ(t_k-s),...,L_Δξ(t_k+s)}为残差片段{Δ_ξ(t_k-s),...,Δ_ξ(t_k+s)}按照从小到大排序后的数据序列；

S4、利用S3得到的残差三分位容错滤波F_Δξ(t_k)对S1得到的三分位容错均值滤波F_ξ(t_k)进行残差补偿，得到数序列{ξ_k(t_k)}∈{{D_0,2(t_k)},{θ(t_k)},{φ(t_k)}}双重三分位滑动滤波，计算公式为：

即为高保真容错滤波器。

2.根据权利要求1所述的一种用于摩天建筑的便捷式摆动监测方法，其特征在于：所述步骤一中，所述建筑物监测网络的网络布局按底-中-顶三层结构从下往上依次分布，所述接收机为高精度多模卫星导航接收机，并包括GPS\GNSS\BD以及多模融合的不同模式。