[發明專利]一種基于北斗衛星的橋梁監測系統及其布置方法

在審

• 申請號: 201911169276.1
• 申請日: 2019-11-25
• 公開（公告）號: CN112833768A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 姚金城
• 申請（專利權）人: 北斗國鐵（武漢）智能科技有限公司
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;G01S19/01;G01S19/42;G01S19/40;E01D1/00;E01D4/00;E01D11/02;E01D11/04
• 代理公司: 武漢經世知識產權代理事務所(普通合伙) 42254
• 代理人: 邱雨家

本發明涉及橋梁檢測領域，公開了一種基于北斗衛星的橋梁監測系統及其布置方法，包括若干個北斗GNSS基站和數據處理系統以及北斗GNSS基站的布置方法，北斗GNSS基站采集的數據會發送到數據處理系統進行計算歸納，得到橋梁形變的數據。本發明具有以下優點和效果：本發明通過北斗衛星的信號獲取鐵路橋的橋面監測點的三維定位數據，再借助北斗GNSS基站之間的互相測距，校準三維定位數據，最后通過數據處理系統歸納獲取到的三維定位數據得到鐵路橋的形變狀況，能夠對橋梁的形變狀況進行持續不間斷地監測，可以在橋梁受損的早期做出預警，極大的避免了橋梁坍塌的危險。

技術領域

本發明涉及橋梁監測領域，特別涉及一種基于北斗衛星的橋梁監測系統及其布置方法。

背景技術

據統計，我國修建橋梁的數量和難度已位于世界首位；至2019年，我國已有鐵路橋梁近20萬座，其中僅2016年就完工特大鐵路橋9座。據相關統計顯示，自2007年至2012年間，國內有37座橋梁垮塌，平均每年超過6座“奪命橋”，導致180多人喪生。這些垮塌橋梁中，近六成為1994年之后所建，橋齡還不到20年。例如2012年6月，西安市灞河發生洪水,隴海鐵路灞河大橋5個橋墩相繼倒塌,6孔梁墜入河中；2010年8月，寶成鐵路德陽至廣漢間石亭江鐵路大橋被洪水沖斷，一列從西安開往昆明的K165次火車第15、16車廂掉進石亭江。以上事故事后分析表明，面對突發的自然災害，大型鐵路橋梁和隧道實時健康監測非常重要。

現有技術中主要是靠人力攜帶測距設備定期對橋梁進行檢測，但是這種檢測方式費時費力，時間間隔大，難以及時發現橋梁問題。

專利公開號CN106767664B提供了一種基于北斗系統的大跨徑橋梁形變實時監測方法，這種方法更多的是提供了一種檢測數據的處理方式，對于直接進行橋梁檢測系統的設備、擺放位置、如何檢測等并沒有提及，難以直接運用于橋梁檢測上。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于北斗衛星的橋梁監測系統及其布置方法，具有的長效檢測、實時查詢、危機預警的效果。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：。

一種基于北斗衛星的橋梁監測系統，包括若干個北斗GNSS基站和數據處理系統，所述北斗GNSS基站包括設置在橋上的北斗GNSS監測站和設置在橋外的北斗GNSS參考站，所述北斗GNSS監測站的數量不少于三個，所述北斗GNSS參考站的數量不少于一個；所述北斗GNSS基站包括供電模塊、測量模塊和通訊模塊，所述測量模塊用于接受北斗地基增強系統提供的信息，所述通訊模塊用于將自身檢測的數據傳回數據處理系統，所述供電模塊提供所需電力；

數據處理系統的軟件接受北斗GNSS參考站和北斗GNSS監測站的原始觀測數據，進行數據處理，得到瞬時的厘米級動態實時的位置變化和毫米級的徐變。

作為本發明的進一步改進，所述測量模塊還包括UWB通訊模塊，所述UWB通訊模塊用于測量任意兩個北斗GNSS基站之間的距離，還能測量北斗GNSS橋梁監測站和北斗GNSS橋梁參考站之間的距離，測算的數據傳輸到數據處理系統。

作為本發明的進一步改進，所述供電模塊為太陽能供電或者電網供電其中的任意一種。

作為本發明的進一步改進，所述信號收發模塊為WIFI、4G、5G或者光纖中的任意一種。

還提供一種采用權利要求1-4任一所述的基于北斗衛星的橋梁監測系統的布置方法，其特征在于包括以下步驟：

S1.在橋外布置不少于一個的北斗GNSS參考站；

S2.在橋內布置不少于三個的北斗GNSS監測站，根據橋的種類不同，有如下布置方法，

1)普通梁式橋北斗GNSS監測站布置方式