地基雷達(dá)在橋梁微變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究.pdf

1、地基雷達(dá)(Ground Based radar，GB-radar)是當(dāng)今建筑物變形觀測(cè)領(lǐng)域的一項(xiàng)新型監(jiān)測(cè)設(shè)備，它使用微波信號(hào)對(duì)監(jiān)測(cè)目標(biāo)非接觸式掃描測(cè)量，不同于常規(guī)的全站儀、水準(zhǔn)儀、GPS等單點(diǎn)測(cè)量，其一個(gè)個(gè)的面狀掃描單元具有很高的空間分辨率和監(jiān)測(cè)精度，其將步進(jìn)頻率連續(xù)波技術(shù)和干涉測(cè)量技術(shù)相結(jié)合而構(gòu)成地面微波干涉雷達(dá)系統(tǒng)，獲取高精度、高分辨率的變形信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)地面目標(biāo)的靜動(dòng)態(tài)高精度監(jiān)測(cè)。本文研究的地基雷達(dá)設(shè)備IBIS-S(Image by

2、 Interferometric Survey，IBIS)系統(tǒng)是由意大利IDS公司和佛羅倫薩大學(xué)經(jīng)過(guò)6年合作研發(fā)的儀器，能夠?qū)δ繕?biāo)物提供連續(xù)、全面的監(jiān)測(cè)。IBIS-S主要用于對(duì)橋梁、建筑物、高塔等易發(fā)生微小變化的物體進(jìn)行精確的監(jiān)測(cè)，能夠得到被測(cè)物每部分的位移變化量，分析建筑物或橋梁上每一個(gè)點(diǎn)的變形、振動(dòng)情況。針對(duì)該系統(tǒng)在橋梁微變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)本文首先對(duì)IBIS-S系統(tǒng)設(shè)備的軟硬件組成、設(shè)備技

3、術(shù)參數(shù)及工作原理進(jìn)行介紹;比較詳細(xì)的描述了IBIS-S測(cè)量基本原理。
　　(2)研究中驗(yàn)證了IBIS-S測(cè)量精度，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)IBIS-S系統(tǒng)與傳統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行對(duì)比，在與游標(biāo)卡尺和全站儀的對(duì)比模擬變形實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證其靜態(tài)測(cè)量精度優(yōu)于±0.1mm。
　　(3)重點(diǎn)研究了IBIS-S在測(cè)量中存在的誤差，儀器安置、數(shù)據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)換和環(huán)境因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。通過(guò)對(duì)儀器前后左右微小移動(dòng)，得出其在測(cè)量目標(biāo)徑向方向上受影響較大，在測(cè)量中必須精確安置

4、儀器。在不同環(huán)境中實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果受環(huán)境影響的誤差，找到兩種消除IBIS-S環(huán)境因素影響的方法:公式改正法和參考基準(zhǔn)點(diǎn)修正法，可以消除大部分環(huán)境誤差影響。測(cè)量目標(biāo)物的距離遠(yuǎn)近對(duì)IBIS-S靜態(tài)測(cè)量結(jié)果有很大影響，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，測(cè)量目標(biāo)物的距離在80m范圍內(nèi)，測(cè)量精度優(yōu)于±0.1mm;在200m范圍內(nèi)，測(cè)量精度優(yōu)于±0.23mm;在300m范圍內(nèi)，測(cè)量精度優(yōu)于±0.40mm。
　　(4)本文根據(jù)IBIS-S測(cè)量數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，對(duì)只能單次測(cè)量目標(biāo)