一、引言
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365交通站365jt.com大橋主梁和索塔軸線的空間位置是衡量大橋是否處于正常營(yíng)運(yùn)狀態(tài)的一個(gè)重要標(biāo)志。普遍大橋的結(jié)構(gòu)TRANBBS設(shè)計(jì)是基于導(dǎo)量位移。任何索塔和主梁軸線偏高于設(shè)計(jì)軸線，都直接影響大橋的承載能力和構(gòu)件的內(nèi)力分布。目前香港的三座懸吊體系橋梁，均設(shè)有橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱"橋監(jiān)系統(tǒng)"。用以監(jiān)測(cè)大橋在營(yíng)運(yùn)期間的結(jié)構(gòu)健康變化，繼而進(jìn)行結(jié)構(gòu)評(píng)估。雖然大橋主梁及索塔軸線監(jiān)測(cè)已包括在大橋每年一次的大地測(cè)量范圍內(nèi)，可是現(xiàn)存的"橋監(jiān)系統(tǒng)"還未能對(duì)大橋主梁和索塔軸線作實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。鑒于近年人造衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GlobalPositioning System or GPS）的實(shí)時(shí)位移測(cè)量精度有顯著的提升（垂直面誤差約20mm，而水平面差誤約10mm），因此香港特別行政區(qū)政府路政署引進(jìn)GPSTRANBBS技術(shù)用作監(jiān)測(cè)大橋主梁及索塔軸線，提供全橋整體的度量位移。路政署在擬定橋梁結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)和評(píng)估項(xiàng)目的過(guò)程中，亦曾考慮其他測(cè)量技術(shù)方案，如運(yùn)用紅外光線和激光科技，可是這些技術(shù)均需要一定視野清晰度，故在現(xiàn)階段仍未適合在惡劣天氣下操作。
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365交通站365jt.com二、GPS監(jiān)測(cè)范圍和目的[1,2]
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365交通站365jt.com在上述三座懸吊體系橋梁上本已設(shè)置傳統(tǒng)的傳感器來(lái)測(cè)量橋身的位移狀況。包括在橋身兩端的位移儀用作量度橋身的縱向位移，及高精度加速儀用作量度橋身的垂直和橫向加速度。高頻率的加速數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)二次積分運(yùn)算后只能提供局部振幅的導(dǎo)量，未能準(zhǔn)確地運(yùn)算橋身整體的擺動(dòng)幅度，這是因?yàn)闃蛏碚w的慣性偏移速度較緩慢，加速儀不能準(zhǔn)確測(cè)量；另一方面，在監(jiān)測(cè)橋身固溫度變化而產(chǎn)生的相應(yīng)位移時(shí)，雖然另設(shè)有一組創(chuàng)新設(shè)計(jì)的水平儀系統(tǒng)來(lái)直接量度橋身的垂直位移，但由于這系統(tǒng)是利用液壓原理運(yùn)作，鑒于液體的慣性限制，系統(tǒng)只能以每秒一數(shù)據(jù)的采樣率來(lái)提供位移信息，未能錄取瞬間的振幅，錯(cuò)過(guò)了一些較大的瞬間振幅，因而數(shù)據(jù)難免有誤差。以往路政署曾考慮應(yīng)用GPS技術(shù)在懸吊體系橋梁監(jiān)測(cè)上。經(jīng)過(guò)近年在青馬大橋上安排的多次實(shí)地測(cè)試為驗(yàn)證及改進(jìn)精度，最后決定在"橋監(jiān)系統(tǒng)"中增設(shè)備有RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量功能的GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，直接量度橋梁的獨(dú)立三維實(shí)時(shí)位移，增強(qiáng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的可靠度。現(xiàn)時(shí)GPS系統(tǒng)安裝工程已接近完成階段、數(shù)據(jù)收集會(huì)在竣工后立即開(kāi)始。這GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用作度量三座懸吊體系橋梁的橋身和橋塔的瞬時(shí)位移，以及推算其相應(yīng)的導(dǎo)量（截面中線）位移及各相應(yīng)主要構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)。
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365交通站365jt.com三、GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介[3]
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365交通站365jt.com1．GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概要
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365交通站365jt.comGPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要由四組系統(tǒng)組成，通過(guò)固定光纖綱絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)而進(jìn)行運(yùn)作。這四個(gè)系統(tǒng)分別是：（l）GPS測(cè)量系統(tǒng)；（2）信息收集系統(tǒng)；（3）信息處理和分析系統(tǒng)；（4）系統(tǒng)運(yùn)作和控制系統(tǒng)。其硬件包括：GPS測(cè)量?jī)x（其中包括GPS天線和GPS接收器），接駁站，信息收集總控制站，光纖網(wǎng)絡(luò)，GPS電腦系統(tǒng)，顯示屏幕等。
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365交通站365jt.comGPS接收器備有24個(gè)衛(wèi)星跟蹤通道，以雙頻（LI及L2）同步跟蹤測(cè)量12顆GPS衛(wèi)星的偽距與全波長(zhǎng)的載波相位；GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以劃一的高速度采樣率，利用27組的GPS測(cè)量?jī)x同步進(jìn)行定點(diǎn)位移測(cè)量，以每秒10次的點(diǎn)位更新率提供獨(dú)立三維RTK實(shí)時(shí)的點(diǎn)位解算結(jié)果，高精度點(diǎn)位輸出的時(shí)間延遲小于0.05秒，令到GPS信號(hào)的同步接收、RTK厘米級(jí)點(diǎn)位數(shù)據(jù)輸出，光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)及圖像處理及橋梁位移圖像屏幕顯示之過(guò)程都在2秒內(nèi)完成，提供實(shí)時(shí)位移監(jiān)測(cè)。另方面，GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以在無(wú)
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