《特大型橋樑動態變形監測中的單頻BDS/INS融合方法研究》是依託中國礦業大學，由張秋昭擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：特大型橋樑動態變形監測中的單頻BDS/INS融合方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張秋昭
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
衛星定位技術在特大型橋樑動態變形監測中發揮著重要作用。然而，現有橋樑監測多採用雙頻接收機，用於特大型橋樑全面監測成本較高；受車輛、橋塔，索纜遮擋，載波相位周跳與多路徑現象嚴重，監測精度較低、可靠性不足。本項目以我國自主發展的衛星導航系統 BDS 與 INS 融合理論為研究對象，對橋樑監測環境中單頻 BDS/INS 高精度融合定位理論進行基礎科學研究。具體內容包括：（1）基於車流信息、INS定位結果、橋樑先驗變形信息及基線信息等多重信息約束下的高精度單頻 BDS 單曆元定位理論；（2）橋樑監測環境下集成 BDS/INS 的緊組合自適應約束魯棒濾波模型。項目的成功實施無論對BDS相關學科理論體系的完善和發展，還是對 BDS/INS 在構(建)築物變形監測中的套用均具有重要的理論和實際意義。
結題摘要
對特大型橋樑在風載等外力作用下的動態變形進行監測是橋樑結構健康監測的重要組成部分。衛星定位技術在特大型橋樑動態變形監測中發揮著重要作用。本項目以我國自主發展的衛星導航系統BDS與INS 融合理論為研究對象，對橋樑監測環境中單頻 BDS/INS高精度融合定位理論進行相關研究。主要研究內容與成果如下： （1）研究了BDS衛星運行規律，初步建立了BDS多路徑誤差與衛星運行周期的關係。研究了單差殘差重構技術；引入kalman濾波平滑方法對單差殘差去噪處理，將提取後的多路徑誤差模型進行改正，基線解算ENU方向偏差得到了較大改進。 （2）根據橋樑等建構築物變形監測的特點，在部分模糊度解算算法基礎上提出了一種基於BDS的單頻單曆元附有基線約束信息的級聯式部分模糊度固定算法，可有效縮小模糊度搜尋空間，提高單頻BDS單曆元模糊度固定成功率。 （3）提出了一種自適應H∞濾波算法，在自適應H∞濾波的基礎上融合了雙因子抗差參數估計方法，綜合了自適應卡爾曼濾波及H∞濾波算法的優勢，進一步增強了自適應H∞濾波算法的抗干擾能力。 （4）採用GPS/Galileo單頻單曆元技術結合基線長度約束對橋樑位移進行監測。結果表明，引入Galileo和基線長度約束均能有效提高GPS監測橋樑模糊度固定成功率。採用FFT方法對GPS/GALILIO約束的橋樑位移時間序列進行了分析，結果與橋樑結構的頻率一致。 課題組在《ISPRS International Journal of Geo-Information》、《Annales Geophysicae》、《Engineering Structures》、《IET Radar Sonar Navigation》、《測繪學報》、《武漢大學學報(信息科學版)》、《中國礦業大學學報》等國內外知名期刊上發表論文18篇，其中SCI檢索論文6篇、EI檢索論文4篇；出版專著1部，申請發明專利2項，培養博碩研究生4名，以此項目為依託獲批國家自然科學基金國際合作交流項目一項，完成了原定的任務要求。本課題深入研究了附有約束的單頻單曆元BDS模糊度解算、BDS多路徑誤差建模、GPS/Galileo單頻單曆元技術監測橋樑位移方法、GNSS/INS自適應魯棒濾波等理論與方法，可為BDS/INS監測橋樑提供理論基礎。
