利用GNSS技術(shù)對鐵路大跨度橋梁進行變形監(jiān)測,對于橋梁的安全控制和鐵路行車安全具有重要意義。目前對橋梁的GNSS變形分析研究絕大部分集中于公路橋梁,涉及對變形控制要求更加嚴格的鐵路橋梁的研究較少,且以往研究忽略了變形時間序列中有色噪聲的影響。以上因素不利于對鐵路大跨度橋梁的GNSS精確變形分析。本文以位于江西贛州的贛江特大橋的GPS和BDS監(jiān)測數(shù)據(jù)為例,利用主成分分析對有色噪聲進行濾波,分析了有色噪聲對鐵路橋梁變形分析結(jié)果的的影響。試驗結(jié)果表明,晝夜溫差變化導致鐵路斜拉橋的中跨和索塔分別在垂向以及縱向均產(chǎn)生周期約為一天的變形;根據(jù)GPS和BDS變形時間序列獲得的變形結(jié)果之間存在差異;有色噪聲對變形參數(shù)估計結(jié)果影響較小,但忽略有色噪聲會使變形參數(shù)估值的不確定度減小80%,導致對變形分析結(jié)果的精度過于樂觀。利用主成分分析可以顯著地削弱有色噪聲,使變形參數(shù)估值的不確定度降低約73%。 

【文章來源】：測繪通報. 2020,(S1)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

贛江特大橋及其GNSS監(jiān)測點分布

由圖2中P1、P2站的垂向變形時間序列可以看出,橋梁中跨在垂直方向很可能存在周期約為一天的運動信號。為確定各監(jiān)測點的變形信號的周期,首先對GPS、BDS變形時間序列進行快速傅里葉變換并獲得功率譜(圖3)。圖3 監(jiān)測站GPS(虛線)、BDS(實線)

圖2 監(jiān)測站GPS(右)、BDS(左)變形時間序列曲線由圖3可以看出,對于橋梁中跨的監(jiān)測站P1和P2,在其垂直方向的功率譜存在顯著的周期為1.06 d的變形信號,且GPS、BDS變形信號的功率差距較小。而在水平方向上,不同監(jiān)測站以及不同技術(shù)下的功率譜呈現(xiàn)的周期信號特征存在較大的差異。例如,P1和P2站N方向上的功率譜均存在周期為1.06 d的BDS變形信號。而P2站N方向上的功率譜還存在周期為1.59 d的GPS變形信號。此外,在E方向上,P1站的功率譜存在周期為1.06 d的GPS變形信號,而P2站E方向的功率譜僅存在周期為1.06 d的BDS變形信號。由于P1與P2位于橋梁中跨相同橫斷面上,因此理論上這兩個站的功率譜所呈現(xiàn)的周期信號特征應(yīng)該較為相似。然而根據(jù)以上分析,水平方向上這兩個站的功率譜之間以及同一監(jiān)測站的BDS和GPS功率譜之間存在顯著差異。由于周期為1.59 d的變形信號所占頻帶寬度較大、周期規(guī)律性較差,且僅存在GPS功率譜中,因此該信號很可能為與GPS系統(tǒng)誤差有關(guān)的虛假的周期信號。

【參考文獻】：
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本文編號：3329601