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基于北斗的航标远程监测系统分析随着全球经济的不断发展和海洋运输的日益频繁，航标的重要性也愈发凸显。
航标是海上交通运输的重要辅助设施，具有标志航道、指示方向、提供交通安全、引导船只航行等功能。
传统的航标监测系统存在着实时监测能力不足、数据传输速度慢、设备故障率高等问题。
为了解决这些问题，基于北斗卫星的航标远程监测系统应运而生。
基于北斗的航标远程监测系统利用北斗卫星进行数据传输和通信，将航标监测数据实时传输到监控中心，实现对航标设备的远程监测和管理。
系统由北斗卫星终端、监控中心以及各个航标站组成。
北斗卫星终端作为数据的收集和传输设备，安装在每一个航标站点，并与监控中心进行数据传输和通信。
监控中心负责接收和处理来自各个航标站的监测数据，并根据实时监测结果进行航标设备的管理和运维。
1. 实时监测能力强：基于北斗的航标远程监测系统能够实时将各个航标站的监测数据传输到监控中心，保证了海上交通的安全和顺畅。
2. 数据传输速度快：借助北斗卫星的高速数据传输能力，基于北斗的航标远程监测系统能够实现快速的数据传输，确保了监测数据的及时更新和应用。
3. 设备故障率低：基于北斗的航标远程监测系统采用先进的设备和技术，能够有效降低航标站设备的故障率，保证了系统的稳定性和可靠性。
4. 管理和运维便捷：基于北斗的航标远程监测系统可以通过监控中心对航标设备进行远程管理和运维，大大减少了人力物力成本，提高了管理效率。
基于北斗的航标远程监测系统在海洋交通运输、航道管理、海上救援等领域具有广阔的应用前景。
在海洋交通运输方面，航标是指引船只航行的重要设备，通过基于北斗的航标远程监测系统可以实时监测航标设备的运行状态，及时发现并解决设备故障，保障了海上交通的安全和顺畅。
在航道管理方面，基于北斗的航标远程监测系统可以帮助相关部门实时监测航道的状况，及时调整航道标志和导航设施，提高了航道的通行效率和安全性。
在海上救援方面，基于北斗的航标远程监测系统可以提供精准的航标位置信息，为海上救援提供了有效的辅助，有助于提高救援效率和成功率。
北斗卫星导航系统在测绘工程中的实际应用摘要：随着北斗卫星导航系统的不断完善和普及，其在测绘工程中的实际应用正日益广泛。
北斗系统不仅能够为测绘工程提供高精度和高稳定性的定位服务，还能够与其他传感器和设备结合，实现多模态数据的采集和处理。
无论是在城市规划、资源调查还是灾害监测等方面，北斗系统都发挥着重要的作用。
其应用不仅提高了测绘工程的效率和准确性，还为测绘数据的多元化应用奠定了基础。
基于此，以下对北斗卫星导航系统在测绘工程中的实际应用进行了探讨，以供参考。
关键词：北斗卫星导航系统；测绘工程；实际应用引言北斗卫星导航系统作为中国自主研发的全球卫星导航定位系统，已经广泛应用于测绘工程中。
北斗系统具有高精度、高可靠性和全球覆盖等特点，为测绘工程提供了强大的定位和导航支持。
通过接收北斗信号，测绘人员可以准确获取地理位置信息，并实现地图制作、地形测量、工程规划等多个方面的应用。
北斗卫星导航系统在测绘工程中的实际应用正推动着测绘行业的进一步发展和创新。
1测绘工程概述测绘工程是一项关键的科学技术活动，旨在获取、处理和分析地球表面及其相关要素的准确空间位置信息。
它涉及多个领域，包括测量学、地理信息系统以及地图制作与解读。
测绘工程的目标是为社会经济发展、国土资源管理、地理环境保护和国家安全提供有力支持。
测绘工程的重要性不容忽视。
首先，它为国家建设和规划提供基础数据。
通过测绘工程获取的地理信息和空间数据，可以用于土地利用规划、城市设计、交通网络规划等方面。
这些数据的准确性和可靠性对于决策者制定合理的政策和规划至关重要。
其次，测绘工程在国土资源管理中发挥着重要作用。
通过对地表的测量和记录，可以准确掌握国土资源的分布情况、数量以及质量特征，为资源开发和利用提供科学依据。
在矿产资源勘查、土地调查等领域，测绘工程为决策者提供了必要的信息支持。
此外，测绘工程在环境保护和自然灾害防控中也具有重要地位。
通过对地表特征、地质构造等进行测绘，可以准确把握环境变化的动态过程和趋势，为环境监测、生态保护以及灾害风险评估提供数据支持。
科技成果——基于北斗高精度定位的大坝变形监测技术对应需求水库遥感监测技术成果简介该成果针对CORS系统建设全星座高集成地基增强系统接收机，核心为ZC20PLUS测地型GNSS接收机和ZC-N1-40E高性能GNSS监测站接收机，内置多星多频主板、4G、蓝牙、大容量存储、高容量电池、高清晰显示屏等，具有大坝变形监测功能，可为工程日常管理大坝维护保养等工作提供技术和数据支撑。
适用于水电站边坡、大坝、海塘以及堤防等水工建筑物高精度变形监测。
技术特点该成果采用Linux智能操作系统，设备内置千兆网口、蓝牙、WIFI 等无线接口，支持全网通4GLTE通讯模块，支持WIFI自组网，支持WebUI设置，可远程对接收机进行设置和维护；支持BDS、GPS、GlONASS、Galileo等卫星信号跟踪，并支持单北斗系统/多系统解算，保障测量数据的安全性和可靠性；内置12000毫安时大容量智能电池；系统支持超过100千米的超长RTK基线解算，降低CORS建设的支出成本；小型一体机，高强度工程塑料，合金底座，坚固耐用。
1、通道数：72通道。
2、卫星信号：BDS：B1、GPS：l1C/A；可选（GPS:l1C/A、GlONASS:l1OF 或GPS:l1C/A、Galileo:E1B/C）。
3、定位精度：静态高程精度：5毫米±1体积浓度（RMS）；静态水平精度：2.5毫米±1体积浓度（RMS）；初始化时间：＜25秒，初始化可靠性：>99.9%。
4、设备功耗：<2瓦。
5、数据更新频率：1赫兹。
技术水平实用新型专利2项，软件著作权3项。
应用情况该成果在天荒坪抽水蓄能电站的上、下水库共布设8套北斗高精度监测设备，提高了监测频率和监测精度目前监测结果运行稳定；在椒江区三山北涂海塘安全监测项目应用5套北斗高精度监测设备，提高大坝安全监测的自动化、信息化程度以及大坝管理水平。
已在湖州安吉、广西龙滩等多地水电站大坝应用，产品运行稳定，监测数据及时准确，为工程日常管理、大坝维护保养等工作提供了技术和数据支撑，提升了工程运维的效率。
基于北斗的航标远程监测系统分析导言随着我国海洋经济和海洋资源开发利用的不断发展，对海事监管的要求也越来越高。
特别是对于海洋航标的监测和管理，传统的人工巡查和监测方式已经无法满足需求。
基于北斗的航标远程监测系统应运而生，成为了海事监管的重要工具之一。
一、北斗导航系统的背景和作用北斗导航系统是我国自主研发的卫星导航系统，能够向全球用户提供全天候、全天时和全球范围的高精度定位、导航和时间服务。
作为我国自主建设的导航卫星系统，北斗导航系统不仅在陆地和空中得到了广泛应用，更是在海洋领域发挥着重要作用。
北斗导航系统通过为海事监管提供高精度的定位和导航服务，为船舶航行提供支持。
二、航标远程监测系统的构成要素1.北斗定位技术北斗导航系统通过卫星定位技术，可以为航标远程监测系统提供高精度的定位信息。
航标设备配备了北斗导航系统的接收设备，可以实现对航标位置的实时监测和追踪。
2.信息传输技术航标远程监测系统采用了先进的信息传输技术，通过北斗卫星建立起与监测中心的稳定通信链路，实现了航标信息的实时传输和监测。
3.监测中心监测中心是航标远程监测系统的核心组成部分，负责接收和处理来自各个航标设备的信息，并进行分析和管理。
监测中心能够实时监测航标设备的状态和位置，及时发现并处理异常情况。
4.数据分析和管理系统航标远程监测系统通过数据分析和管理系统，对收集到的航标信息进行整合和分析，为海事监管提供科学依据和技术支持。
1.高精度定位北斗导航系统具有高精度的定位能力，能够为航标的监测和管理提供可靠的定位信息。
2.远程监测3.实时响应五、存在的问题和建议虽然北斗航标远程监测系统在海事监管中取得了显著的成效，但也面临一些问题。
北斗卫星信号的遮挡和干扰问题，航标设备的抗干扰能力还需要进一步提升；北斗卫星系统的全球覆盖能力还有待加强；航标远程监测系统的数据安全和隐私保护问题也需要重视。
针对这些问题，可以通过加强北斗卫星系统的信号覆盖和防干扰能力提升，优化航标远程监测系统的数据管理和安全保障机制，加强国际合作和标准制定等途径来解决。
北斗导航系统在测绘工程中的应用摘要：随着科技的不断进步和发展，全球定位系统（GNSS）在现代社会中扮演着至关重要的角色。
其中，中国自主研发并建设运营的北斗导航系统作为全球四大卫星导航系统之一，在国内外得到广泛应用和认可。
除了常见的定位与导航功能外，北斗导航系统在测绘工程领域也发挥着重要作用。
本文将重点探讨北斗导航系统在测绘工程中的应用情况，并分析其优势和实际效果，以期为相关领域的研究和实践提供参考。
关键词：北斗导航；测绘；工程引言近年来，随着全球卫星导航定位系统的迅速发展，北斗导航系统作为我国自主研发的卫星导航定位系统，逐渐受到了广泛关注。
北斗导航系统具备全球覆盖、高精度、实时性强等优势，在测绘工程中有着广泛的应用前景。
1北斗导航系统的测绘原理北斗导航系统的测绘原理基于卫星定位技术和测距原理。
该系统由一组运行在地球轨道上的北斗卫星和地面控制段组成，通过接收卫星发射的信号进行定位和导航。
北斗导航系统采用了全球导航卫星系统（GNSS）的原理，利用三角测量方法确定接收器的位置。
根据已知各个卫星位置以及其对应信号传播时间与接收器之间距离之间的关系，可以建立一个多元方程组。
这个方程组描述了从不同卫星到达接收器所需时间与相应距离之间的关系。
通过解算这个多元方程组，即可确定出用户所在位置。
解算过程通常采用差分定位、最小二乘法等数学方法来提高定位精度。
除了定位功能，北斗导航系统还提供了高精度的时间同步服务，可以为测绘工程中的时间标定和数据同步提供支持。
北斗导航系统利用卫星信号和三角测量原理确定接收器位置，通过解算多元方程组实现测绘定位。
这一原理使得北斗导航系统在测绘工程中具备了高精度、全球覆盖的优势。
2北斗导航系统测绘具备的优势分析2.1 提高测绘效率北斗导航系统在测绘工程中可以显著提高测绘效率。
首先，北斗导航系统具有全球覆盖的能力，可以在任何地点进行定位和导航，无需受到地理位置和环境条件的限制。
这使得测绘人员可以更加便捷地进行实地勘测和数据采集工作。
北斗导航卫星系统的应用北斗卫星导航系统投入使用，结束了长期单一依赖国外系统的历史，确立了我国在卫星导航领域的国际地位。
长期以来，我国卫星导航应用基本被国外技术垄断，交通运输、电力调度、通信网络、金融系统等重要基础设施过分依赖GPS，风险巨大，后果严重。
北斗卫星导航系统的建成，中国成为继美、俄之后，第三个拥有自主卫星导航系统的国家，打破了国外的封锁与垄断，结束了长期单一依赖国外系统的历史。
通过五年的开拓实践，北斗导航已经在国防和经济社会建设中发挥显著效益，卫星导航受制于人的被动局面得到根本扭转。
2007年，联合国有矢机构正式确认北斗为全球卫星导航四大核心系统之一，“中国北斗”成为一块让世界矢注、让中国骄傲的民族品牌。
北斗卫星导航系统开放民用，在国民经济重点领域成功推广，有力保障了经济社会建设发展。
国家对北斗应用推广非常重视，国家发改委、科技部、国防科工局、农业部等有矢部委给予热情指导，并支持安排了一批应用示范项目。
目前，北斗导航已成功应用于水利水电、海洋渔业、交通运输、气象测报、国土测绘、减灾救灾和公共安全等领域，牵引促进了电子、通信、机械制造、地理信息等相矢产业和信息服务业的发展，产生了显著的经济效益和社会效益。
北斗导航全面亮相抗震救灾，发挥了独特优势和不可替代作用，有效提高国家减灾救灾应急能力。
在多种重大自然灾害和重大活动中，北斗卫星导航定位保障能力经历了全面检验。
1、监测交通的安全性随着我国公路建设的飞速发展，高速公路边坡综合防护系统研究日益引起公路部门重视。
有效的边坡综合防护系统，对于加固路基，提高使用寿命、降低维护费用都是十分有效的。
对于大跨度桥梁，特别是跨海的桥梁，传统变形测量方法受到极大的限制，需要新的测试方法。
北斗卫星导航系统技术用于公路边坡（滑坡、崩塌）、桥梁变形监测，由于不受通视条件的限制，因而选点灵活，可以根据监测需要，将监测点布设在对变形体的形变比较敏感的特征点上，而且卫星导航定位系统静态相对定位具有很高的定位精度和较强的作业自动化程度，这些特点和优点使得卫星导航定位系统在公路边坡等地质灾害及桥梁变形监测中有着广阔的应用前景。
一、大坝安全监测解决方案针对水库大坝监测场景，剔除冗余功能，提高系统集成度，研制可供大坝规模化部署的普适型GNSS监测解决方案，解决了传统GNSS监测设备存在成本高、功耗高、功能冗余、性能过剩、场景适应性弱等问题。
针对水库大坝监测场景，剔除冗余功能，提高系统集成度，研制可供大坝规模化部署的普适型GNSS监测解决方案，实现4小时解算±3mm，24小时解算±1mm的监测精度，满足土石坝监测技术规范要求。
该方案解决了传统GNSS监测设备存在成本高、功耗高、功能冗余、性能过剩、场景适应性弱等问题。
关键词：轻量化GNSS安全监测北斗变形监测大坝安全监测高边坡防洪堤方案架构监测站与基准站组成局域网，监测站通过局域网调用基准站的同步观测数据，由监测站通过内置的静态解算引擎，自行解算得到坝体表面变形数据后发送回数据中心，雨量计、渗压计、水位计等传感器可接入到GNSS接收机。
毫米级精度稳定可靠：针对“两山夹一沟”的库区地形定制抗多径小型扼流圈天线，24小时精度可达1mm。
变频监测自动触发：常规监测到的变化量或雨量水位达到限值时，自动触发切换到高频监测模式。
降费增效普适应用：根据大坝监测场景深度集成，成本低、效率高，可供水库大坝规模化部署。
前端解算减轻负载：监测站可直接调用基准站原始数据进行前端解算，节约95%流量成本，减轻服务器负载。
外接传感供网供电：可以为测压计、雨量计等外接传感器供网供电，节约额外RTU和供电成本。
惯导传感集成融合：利用MEMS惯导传感器可同时采集表面水平、垂直位移和倾角加速度值。
二、铁塔安全监测解决方案为电力、通讯行业提供的铁塔变形GNSS监测解决方案，采用基于铁塔监测场景定制的轻量化GNSS接收机，同步接入气象仪和北斗短报文终端，支持一机多天线，以满足塔顶、塔基、塔身不同部位对监测频次和精度的需求，以应对气象灾害、地质灾害等引发的塔基变形、杆塔倾斜等隐患。
方案描述为电力、通讯行业提供的铁塔变形GNSS监测解决方案，采用基于铁塔监测场景定制的轻量化GNSS接收机，同步接入气象仪和北斗短报文终端，支持一机多天线，以满足塔顶、塔基、塔身不同部位对监测频次和精度的需求，以应对气象灾害、地质灾害等引发的塔基变形、杆塔倾斜等隐患。
北斗RTK技术在桥梁结构健康监测中的应用摘要：随着社会经济的发展，桥梁的作用显得越来越重要。
北斗RTK技术作为一种新的桥梁结构健康监测方法，具有高精度、高效率、全天候、实时性等优点。
本文主要对我国北斗卫星导航系统以及RTK技术原理进行了简单介绍，并对基于北斗的RTK技术在桥梁监测中的技术优点和应用进行了探讨。
关键词：北斗；桥梁健康监测；RTK技术；引言桥梁在使用过程中，由于自然环境侵蚀以及车辆荷载的作用，经常导致桥梁结构损伤和功能退化，以致发生灾难事故。
为保障桥梁结构在营运期间的承载能力、耐久性和安全性，对桥梁结构进行健康监测显得非常必要。
全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite Positioning System，GNSS）作为一种新的桥梁结构动态监测方法，由于其全天候、自动化、高精度、高效率等优点，使其在桥梁健康监测方面表现出独特的优越性[]。
长期以来，美国GPS系统在导航领域几乎占据了整个市场，而高精度的GNSS监测领域也几乎依赖于GPS。
北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，简称BDS）是我国自主研发的全球卫星定位与通信系统。
研究北斗技术在高精度测量领域的应用，对于打破GPS在监测领域的垄断，加快北斗导航系统在各行业的应用起到了积极的推动作用。
1、北斗卫星导航系统简介北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。
是继美国、俄罗斯之后第三个成熟的卫星导航系统。
由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段现阶段在轨工作卫星星座由5颗 GEO卫星、8颗IGSO卫星和21颗MEO卫星组成，星座分布如图1.1所示，地面段由主控站、时间同步/注入站和监测站等组成，用户段由北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端组成[][]。
北斗定位技术在高速铁路沉降变形监测中的应用发布时间：2023-02-07T03:08:15.821Z 来源：《福光技术》2023年1期作者：陈道平[导读] 本文将重点就北斗定位技术在高速铁路沉降变形监测中的应用展开探讨。
海天地信科技有限公司安徽分公司安徽合肥市 230031摘要：随着北斗系统建设的发展和服务能力的提升，北斗高精度定位技术已逐步应用在各工程领域。
由于其自动化程度高、精度高、受外界影响小，可以连续、全天候观测监测点的位移变化情况，因此在高速铁路基础设施变形监测中具有良好的应用前景。
本文将重点就北斗定位技术在高速铁路沉降变形监测中的应用展开探讨。
关键词：北斗定位技术；高速铁路沉降变形监测；应用1北斗定位技术在高速铁路沉降变形监测中的应用 1.1案例情况介绍本文以某高速铁路为例，该高速铁路为国铁Ⅰ级、客货共线、双线电气化有砟轨道线路，设计速度250km/h，列车初期运营速度200km/h。
开通运营后，局部路段出现不均匀沉降，沉降段全长5.3km，包括两处跨江桥梁段及中间的区间路基。
截止到2017年12月，水准测量结果显示：两处桥梁段最大沉降近160mm，路基周边地表最大沉降近60mm，沿线构筑物最大沉降近120mm。
1.2北斗定位的精度验证试验由于高速铁路接触网27.5kV高压线等现场干扰因素可能会使北斗定位技术产生较大测量误差。
为了确定高速铁路接触网高压线对北斗定位技术监测精度的影响，紧邻线路外侧安装一套北斗接收机进行试验验证。
试验点布设位置选择在区间路基段沿线，距离基准点约350m，场地周边视野较为开阔，以旱地、荒草地为主，土质较为坚硬，车辆、人流相对较少。
在北斗接收机底部安装高程可调节的支座，通过调整支座高程产生竖直方向上的位移变化，将北斗测试点测量的竖直位移与实际调整位移进行对比，分析得到北斗定位技术的沉降观测精度。
1.3具体方案北斗相对定位精度与基线长度相关，基线长度在5km以内时垂直位移精度的差异较小。
1 / 62 基于北斗系统的大桥自动化安全实时在线监测系统 广州中海达定位技术有限公司 2 / 62 公司介绍 2
公司资质 7 1. 大桥健康监测系统简介 8 2. 系统方案 9 2.1 坐标系统 10 2.2系统结构 10 2.3 硬件配置及设备选型 13 2.5 软件系统 18 2.5.1 数据传输与数据采集系统（GPSDTUCenter） 19 2.5.2 数据处理部分（ZNetMoniter） 21 2.5.3 ZNetMoniter系统基本功能 24 2.5.6 监测数据分发系统（ZWebMoniter） 27 2.5.7系统特点 28 3传统监测和自动化监测对比 29 4技术先进性 31 5北斗/GPS公路桥梁无人值守监测及预警系统设备 32 6野外设备供电设计方案 42 7桥监测站点的布设 45 8成功项目案例 51
公司介绍 广州中海达定位技术有限公司（以下简称中海达定位）是广州 3 / 62
中海达卫星导航技术股份有限公司（股票代码：300177）全资子公司。 中海达现有员工近1500人，其中博士后、硕士、高级工程师等研发、技术精英近150名，均为长期致力于GNSS技术研发、生产、市场服务的行业专家及参与了GNSS国产化发展全过程的顶尖人才。中海达总部位于广州，拥有自有产权甲级写字楼3000平方米，拥有一流专业级GNSS仿真环境实验室、技术研发中心、国内一流的GNSS制造车间，为客户源源不断地提供出类拔萃的产品。 公司致力于GNSS 技术的深层次研发，提供全球定位系统及相关行业完整高效的系统解决方案，提供全面、快捷、周到的技术支持和服务。“积极响应，快速行动，首问负责、跟踪落实、彻底解决”是我们的服务理念 中海达产品涵盖：高精度测量型GNSS产品系列；超声波数字化测深仪系列；GIS数据采集系统；海洋工程应用集成系统。是国内GNSS行业唯一能提供全面解决方案，根据用户需求量身定制系统解决方案的的实力厂家。 中海达测绘通过ISO9000质量管理体系认证，获国家技术监督局颁发计量器具制造许可证，工业品生产许可证，荣获军事装备定点生产制造认证，积累了大量的自主知识产权， 以技术创新，高效服务，科学管理引领中国GNSS产业发展。 中海达定位主要承担着利用集团产品进行新的行业应用拓展的 4 / 62
使命和任务，目前已在全国建立起完善的渠道和销售服务体系，依托分支机构和合作伙伴，共同为客户提供服务。 中海达定位主营“中海达”品牌的系统工程业务，率先在行业推出“安全卫士”系列在线监测系统，广泛应用在尾矿库、水库大坝、滑坡、矿山高边坡、桥梁、深基坑边坡监测，精密机械控制等，为用户提供最完善的系统服务，为工程安全和科学决策提供技术支撑。 中海达定位将中海达独有的GNSS技术和产品优势率先引入工程应用领域，领先国内同行。凭借成熟的GNSS技术以及强大的团队实力、工程设计、工程实施、人员培训和后期支持等，形成全方位的专业技术与工程应用综合解决方案。 公司定位于高精度测量型GNSS研发、生产、销售；GNSS高精度形变监测预警系统；三维激光扫描系统。公司主要实力展现如下： 1、中海达作为中国GNSS行业的军企业，建立了中国最专业、最大的GNSS技术研发中心，拥有200多人的专业化研发团队，致力于专业GNSS/GIS核心技术的研究，并建立了博士后科研工作站。
博士后科研工作站 5 / 62
2、中海达建设了国际一流GNSS产品生产线，标准的5S车间管理，按照GB/T19001和GJB9001A标准进行质量管理，成为海军军事装备承制单位。
中海达质量体系和为海军某部组织的统一培训 中海达V8 RTK产品以卓越的性能在南极科考中应用 3、中海达专注GNSS核心技术的深入研发，在RTK GPS、GIS数据采集器、CORS系统、数字化测深仪等领域创造了多项中国第一，以技术创新作为企业发展的持续动力，以技术创新引领中国GNSS技术的发展潮流。 6 / 62
中海达先进技术成果 4、中海达立足中国，以“成为国际一流的GNSS品牌”为目标，逐渐竞逐国际市场，并取得了很好的销售业绩。如今，在美洲、欧洲、非洲、澳洲以及东南亚地区都可见到Hi-Target(中海达英文品牌)的广泛应用身影。
中海达产品遍布全球 5、作为中国GNSS行业的知名品牌，中海达以全面实现高精度GNSS产品技术的国产化为己任，得到了行业领导和专家大力支持和关怀。 7 / 62
中海达受到业内专家高度重视 公司资质 桥梁变形监测软件 8 / 62 1. 大桥健康监测系统简介 该健康监测系统旨在通过利用现代传感器、信号采集与处理、通信、远程控制、计算机技术、桥梁结构计算分析等技术为大 9 / 62
桥管养者实时监测并掌控大桥的安全使用状态，避免大桥灾难性事故的发生，指导预防式维修管理。 根据上述需求，中海达公司采用公司自主知识产权GPS变形监测系统软件（ZNetMonitor）平台及硬件传感器（中海达双频GPS接收机Vnet6），基于ADSL/光纤通讯，提供大桥运营期健康监测系统之GPS 变形监测子系统解决方案。
2. 系统方案 桥体在运行期间都会受到行车荷载、风力、温度以及突发的自然灾害等外界因素的影响，也会受到混凝土收缩徐变、混凝土老化、混凝土碳化、钢筋松弛、钢筋锈蚀、斜拉索锈蚀、墩台基础沉降等内在因素的影响。在内外因素的影响之下， 大跨度 10 / 62
斜拉桥将产生几何变化、内力变化和索力变化等各种效应。如果这些变化过大，超过了桥梁能够承受的安全范围， 将会产生灾难性的后果。为此，本方案将采用GPS技术，对桥梁进行连续观测。 根据我国的《公路养护技术规范》(J TJ 073296) 中的有关规定和要求，以及大跨度桥梁塔柱高、跨度大和主跨段为柔性梁的特点，变形监测的包括桥梁墩台沉降观测、桥面线形与挠度观测、主梁横向水平位移观测、高塔柱摆动观测。 2.1 坐标系统 GPS 解算出来的坐标是基于WGS84 坐标系统的,而对桥梁特性的分析主要基于桥梁纵向、横向及竖向,所以要建立分别平行桥梁3轴线的桥梁坐标系统。另外根据用户要求，监测软件可将监测结果转换为自定义的本地坐标系统，坐标转换过程为: WGS84 空间直角坐标( X Y Z) 转换到WGS84 大地坐标( BL H) 以WGS84 椭球为基准采用恰当的中央子午线将大地经纬度高斯投影为平面格网坐标,保持椭球高不变,从而形成平面格网坐标加椭球高的东北天坐标系 平面格网坐标逆时针旋转一个角度使之平行于桥梁纵轴和横轴,保持椭球高不变,从而形成了平行于桥梁3 个轴线的桥梁坐标系或本地坐标系。 2.2系统结构 中海达GPS监测系统整体结构简单、层次清晰、功能明确，系 11 / 62
统由：①数据采集系统、②数据传输系统、③数据处理系统、④监测预警系统、⑤综合管理系统等五大系统组成，其中综合管理系统是服务器软件管理中心，数据处理系统是GNSS 数据解算中心、监测预警系统是监测数据分析中心，也是中海达高精度变形监测预警系统的核心。整个系统的结构与功能如下图所示：
①综合管理系统——可有效进行用户管理、数据管理、系统运行管理，确保系 统安全和数据安全，可方便进行参数设置、状态本地/远程浏览、数据本地/远程下载以及数据共享等。 ②数据采集系统——中海达采集系统关键设备采用高精度进口主板，确保数据 采集精确。数据采集系统一般由基准站、监测站以及包括野外电源和防雷系统组成的保障支持系统组成。 12 / 62
③数据传输系统——中海达数据传输系统可采用RS232、专线有线或无线Modem、TCP/IP、UCP、GPRS 无线和CDMA 无线通信、UHF 无线电台等方式，组建传输网络方便灵活。系统不仅支持野外就地拖拽式数据下载，还能实现远程实时数据流传输和文件包下载。 ④数据处理系统——中海达数据处理系统可进行长时间连续实时数据处理，解算采用先进的卡尔曼滤波集成单历元整数解算法，轻松达到毫米级定位精度，确保系统运行的稳定性和数据的可靠性。 ⑤监测分析预警系统——中海达监测分析预警系统的数据分析处理能力非常强大，分析角度多、手段丰富，能计算三维位移分量及各向变形速率，自动生成变形历时曲线、变形分布图和多因素相关图；能根据实地地形数据生成三维仿真图，并生成变形场等高图或渐变色谱图以及变形场任意剖面图；能综合其他监测数据进行初步分析与简单评价；能根据预设警界值进行风险断别，实时以短信、声音或屏显等形式进行多渠道状态信息发布，异常状态条件下还能适时多渠道多形式进行预警信息播报（发布渠道包括运行技术人员、单位领导、上级管理部门信息中心等，形式包括短信、语音电话、警报声音、大屏幕显示等）。 中海达GPS 外部变形监测系统数据采集与数据传输的典型工作模式如下所示： 13 / 62
根据实际条件与需要，系统供电也可配置成其它方式（如市电），数据传输则 还可采用有线直连、无线电台、GPRS、无线网桥等方式。 2.3 硬件配置及设备选型 2.4.1 GPS接收机 推荐选用中海达VNet6 型专业GPS 接收机，其面板和背板如下图所示：
