為滿足在跨江海、峽谷、建筑群等復(fù)雜地形的區(qū)域鋪設(shè)高速公路及高速鐵路的要求,我國(guó)已建成大量各種各樣的橋梁。橋梁在道路交通中扮演著越來(lái)越重要的角色,因其造價(jià)昂貴、施工復(fù)雜以及維護(hù)成本高,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)建立長(zhǎng)期且實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有重要意義。傳統(tǒng)的大地測(cè)量技術(shù)受限于實(shí)時(shí)性差、精度不足和作業(yè)困難等缺點(diǎn),本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于衛(wèi)星定位（GNSS）和慣性測(cè)量技術(shù)（IMU）的橋梁變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了全天候、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)信息。利用GPS和北斗系統(tǒng)的差分定位技術(shù),結(jié)合Kalman信息融合算法,采取GNSS/IMU組合定位方式進(jìn)行橋梁的變形監(jiān)測(cè)。本文主要工作如下:（1）研究并分析了橋梁健康監(jiān)測(cè)的基本模型,結(jié)合衛(wèi)星差分定位原理和慣性定位的坐標(biāo)理論,構(gòu)建了GNSS/IMU組合定位的橋梁變形監(jiān)測(cè)方法,并利用ZigBee無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器進(jìn)行組網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸;（2）詳細(xì)分析和設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)的軟硬件部分,包含GPS/北斗衛(wèi)星接收機(jī)和IMU信息的采集、各類傳感器的布設(shè)方法、ZigBee擴(kuò)展板的硬件設(shè)計(jì)和傳輸協(xié)議棧及節(jié)點(diǎn)的軟件實(shí)現(xiàn)、基于ARM平臺(tái)接口的硬件和數(shù)據(jù)處理的軟件實(shí)現(xiàn),以及對(duì)于整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存... 

【文章來(lái)源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：96 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 橋梁監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 衛(wèi)星定位技術(shù)在橋梁監(jiān)測(cè)中應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.3 多傳感器融合技術(shù)在橋梁監(jiān)測(cè)中應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 章節(jié)安排
第2章 關(guān)鍵技術(shù)分析
    2.1 橋梁變形監(jiān)測(cè)概述
    2.2 傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)
    2.3 衛(wèi)星定位監(jiān)測(cè)技術(shù)
        2.3.1 定位原理
        2.3.2 偽距單點(diǎn)和差分定位
        2.3.3 載波相位差分技術(shù)
    2.4 慣性定位監(jiān)測(cè)技術(shù)
        2.4.1 INS定位
        2.4.2 DR定位
    2.5 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 橋梁變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
    3.1 系統(tǒng)總體硬件框架
    3.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
    3.3 數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計(jì)
    3.4 基于ARM數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì)
    3.5 系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 橋梁變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)總體軟件框架
    4.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)
    4.3 無(wú)線組網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.3.1 ZigBee協(xié)議棧
        4.3.2 協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)
        4.3.3 路由節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)
    4.4 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.4.1 服務(wù)系統(tǒng)
        4.4.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于Kalman信息融合算法的變形監(jiān)測(cè)研究
    5.1 GNSS/IMU組合定位的變形監(jiān)測(cè)
    5.2 改進(jìn)Kalman融合的變形監(jiān)測(cè)算法
        5.2.1 傳統(tǒng)Kalman濾波融合
        5.2.2 本文改進(jìn)Kalman濾波融合
    5.3 基于改進(jìn)Kalman融合算法的試驗(yàn)與分析
        5.3.1 試驗(yàn)方案
        5.3.2 結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 監(jiān)管平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)與測(cè)試
    6.1 監(jiān)管平臺(tái)主要模塊的實(shí)現(xiàn)
    6.2 平臺(tái)測(cè)試方案
        6.2.1 潤(rùn)揚(yáng)大橋概況
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)方案
    6.3 測(cè)試結(jié)果
    6.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
大摘要


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]大跨懸索橋安全監(jiān)測(cè)方法及體系研究與應(yīng)用[D]. 岳麗娜.武漢理工大學(xué) 2010
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碩士論文
[1]跨江大橋?qū)ρ亟瓍^(qū)域土地利用影響研究[D]. 茅天穎.南京大學(xué) 2018
[2]基于GPS的塔類結(jié)構(gòu)變形遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D]. 陳強(qiáng)強(qiáng).杭州電子科技大學(xué) 2018
[3]基于Zigbee+WiFi技術(shù)的智能家居網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 張保森.上海師范大學(xué) 2018
[4]基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的懸索橋鋼箱梁局部動(dòng)力響應(yīng)研究[D]. 尤慧豐.東南大學(xué) 2017
[5]基于GPS與加速度計(jì)的橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率研究[D]. 秦長(zhǎng)彪.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016
[6]基于物聯(lián)網(wǎng)的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D]. 何磊.重慶交通大學(xué) 2016
[7]鋼—超薄UHPC層輕型組合橋面性能研究[D]. 張松濤.湖南大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3439898