Nghiên cứu quan trắc thời gian thực của cầu có nhịp lớn sử dụng GPS

Nghiên cứu quan trắc thời gian thực của cầu có
nhịp lớn Sử dụng GPS.
Tóm tắt: Để biết được sự an toàn của những cây cầu có
nhịp lớn, ta phải quan trắc và ghi chép lại quá trình suy
giảm khả năng chịu tải của các bộ phận.Với sự phát triển
của hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) và khoa học máy
tính, đo động bằng GPS có thể được sử dụng cho việc
quan trắc thời gian thực những cầu cầu nhịp lớn. Hệ
thống quan trắc GPS, được phát triển bởi Đại học
Tsinghua, được giới thiệu trong bài viết này. Nó có thể
được chia thành hai phần:một là hệ thống quan trắc dich
chuyển trong thời gian thực,hai là hệ thống quan trắc độ
trễ trong thơi gian đó. Bài viết này mô tả các nguyên tắc,
phương pháp khảo sát và thiết bị cần thiết cho hệ thống
như trên. Sau đó, kết quả kiểm tra của hệ thống này,
được thực hiện trên cầu Tsing-ma của Hồng Kông và
Humen của Quảng Đông. Ứng dụng thực tế cho thấy rằng
hệ thống này có những ưu điểm như đo thời gian thực,
tính khác biệt, và dựa trên ảnh hưởng đến giao thông.

1.Giới thiệu


Để biết được sự an toàn của những cây cầu có nhịp
lớn, quan trắc thời gian thực và ghi chép lại quá trình suy
giảm khả năng chịu tải của các bộ phận là rất quan trọng.
Các phương pháp thường được sử dụng cho nghiên cứu
như vậy :là phương pháp tích phân ,phương pháp tích
hợp , phương pháp đo khoảng cách bằng laser và
phương pháp trạm tổng.phương pháp tích hợp gia tốc,
sử dụng thước đo gia tốc, đẻ đo mỗi kkhi thu được

những dịch chuyển. Nhưng lỗi của nó là tương đối lớn.
Phương pháp đo khoảng cách bằng laser thường bị ảnh
hưởng bởi thời tiết.Hơn nữa, trong hai phương pháp trên
thường cần phải dừng tất cả các hoạt động giao thông
giao thông, như vây rât tôn kém. Vì vậy,
những phương pháp này chỉ thích hợp cho một số cấu
trúc có khoảng cách khảo sát tương đối ngắn và dịch
chuyển là tương đối nhỏ. Tuy nhiên,với những cây cầu có
nhịp lớn ,các phương pháp trên rát khó để thưc hiện .Với
sự phát triển của hệ thống định vị toàn cầu (GPS), tần số
lấy mẫu của máy thu GPS có thể đạt khoảng 20 lần mỗi
giây, trong khi độ chính xác vị trí có thể xấp xỉ 5~10mm. Vì
vậy GPS có thể được sử dụng trong quan trắc dịch chuyển
của các cấu trúc lớn. Bài viết này mô tả các nguyên tắc,


phương pháp khảo sát và thiết bị của hệ thống như trên.
Và kết quả kiểm tra của hệ thống này, được thực hiện
trên cầu Tsing-ma của Hồng Kông và cầu Humen của
Quảng Đông.

2 .Nguyên tắc sử dụng GPS trong Khảo sát dịch
chuyển của cầu.
Giai đoạn chuyền tải gấp đôi chu kì khác nhau của
thuật toán toán học mở đầu để khảo sát cấu trúc cùng
với GPS .thuạt toán này có thể loại bỏ các lỗi giữa các
đồng hồ trong các vệ tinh và người nhận. Các lỗi của quỹ
đạo vệ tinh và áp suất có thể được giảm bởi định vị GPS
động tức thời (with instantaneous cycle ambiguity
resolution of On-the- Fly) . Bởi vì các lỗi quỹ đạo và áp

suất sinh ra khi kết nối các khoảng cách giữa các điểm
mốc và điểm quan trắc, một máy thu GPS nên được đặt
gần cây cầu đang được nghiên cứu như một trạm chuẩnđiểm cố định , không đặt ở nơi có các tòa nhà trên 5 độ
xung quanh hoặc nơi phản ánh tín hiệu . Một máy thu
GPS khác được đặt tại điểm quan trắc , thường là ở giữa
nhịp , hoặc các đỉnh tháp . và tốt nhất là không bị cản trở
tín hiệu. Ở 5 vệ tinh phụ, tín hiệu nên được nhận cùng
một lúc , và các dữ liệu sẽ được lưu trữ trong máy tính


theo thời gian thực. ghi lại đồng bộ dữ liệu trong 15 ~20
phút ở điểm mốc và điểm quan trắc, được gọi là giai
đoạn theo dõi. Trong xử lý dữ liệu , dữ liệu trước 200s
(khoảng 3 phút ),được sử dụng để có được những chu kỳ
có độ phân giải ambiguity ngay lập tức. Khi độ phân giải
ambiguity được xác định, có thể thu được sự dịch chuyển
của mỗi thời điểm