基于GNSS和RTS技术的桥梁结构动态变形监测理论与实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

余加勇 著

图书标签:

• 桥梁监测
• GNSS
• RTS
• 结构健康监测
• 变形监测
• 工程测量
• 精密工程
• 桥梁工程
• 实时监测
• 动态变形

出版社： 测绘出版社

ISBN：9787503040726

版次：1

商品编码：12270969

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-11-01

用纸：胶版纸

内容简介

本书系统地阐述了采用全球导航卫星系统(GNSS)和自动型全站仪(RTS)来监测桥梁动态变形的理论和方法。主要内容包括：将网络实时动态测量技术应用于桥梁结构振动监测，建立集成GNSS和加速度计的桥梁结构动态位移监测方法；构建RTS桥梁动态变形监测的流程，建立集成RTS与加速度计的监测方法；并成功应用于英国诺丁汉威尔福德悬索桥、长沙湘江三汊矶大桥的振动监测试验。

本书可作为测绘工程、土木工程及相关专业本科生和研究生的变形监测或结构健康监测课程的教材，同时也可以作为相关工程技术人员和科技工作者的参考书。

作者简介

余加勇，男，博士，湖南大学土木工程学院讲师，主要研究方向为测绘科学与技术、土木工程方向。

目录

第1章 绪论
1.1 GNSS和RTS监测技术
1.2 GNSS和RTS动态变形监测研究进展
1.3 GNSS和RTS监测方法新型技术发展
1.4 本书的研究内容

第2章 GNSS和RTS测量误差源及提高精度方法
2.1 引言
2.2 GNSS动态定位数学模型
2.3 GNSS动态测量误差分析及提高精度方法
2.4 RTS动态测量原理及提高精度方法
2.5 GNSS和RTS传感器背景噪声特性试验研究
2.6 GPS／Galileo组合导航定位精度预报
2.7 本章小结

第3章 集成GNSS和加速度计的动态变形监测方法
3.1 引言
3.2 GNSS和加速度计数据采集装置和方法
3.3 GNSS和加速度计数据处理方法
3.4 实桥监测试验
3.5 试验数据处理与分析
3.6 本章小结

第4章 集成RTS和加速度计的动态变形监测方法
4.1 引言
4.2 RTS动态监测方法
4.3 RTS与加速度计联合监测方法
4.4 RTS和加速度计数据处理方法
4.5 RT测量精度评估与分析
4.6 实桥监测试验方案与数据处理
4.7 本章小结

第5章 基于网络实时动态差分技术的GNSS监测方法
5.1 引言
5.2 网络实时动态差分技术
5.3 基于小波变换的GNSS数据处理方法
5.4 英国诺丁汉威尔福德悬索桥监测试验
5.5 NRTK-GNSS监测噪声特性分析
5.6 小波降噪方案设计与验证
5.7 实桥监测数据处理与分析
5.8 本章小结

第6章 基于RTS技术的长沙湘江三汊矶大桥动态变形监测
6.1 引言
6.2 长沙湘江三汊矶大桥动力分析
6.3 监测方案和试验过程
6.4 监测结果分析
6.5 本章小结
参考文献
附录 缩略语

《工程结构健康监测前沿技术应用与案例分析》 图书简介 本书聚焦于当前工程结构健康监测（Structural Health Monitoring, SHM）领域中一系列具有创新性和实用价值的前沿技术，旨在为结构工程师、监测技术专家、科研人员以及相关领域的高级学生提供一套全面、深入且具有实践指导意义的参考资料。全书内容紧密围绕如何利用先进的信息技术、传感技术和数据分析方法，实现对大型、复杂工程结构——如特种桥梁、高层建筑、大跨度屋盖结构以及重要基础设施——的实时、连续、高精度状态评估与安全预警。 第一部分：SHM的理论基础与系统架构 本部分系统梳理了现代结构健康监测的理论基石。首先，深入探讨了振动理论在健康监测中的核心地位，包括模态分析、系统识别方法（如频域与时域方法）的最新发展，以及如何从传感器数据中准确提取结构的固有特性参数。随后，本书详细阐述了SHM系统的多层次架构设计原则，从底层传感器网络部署的优化策略，到中层的本地数据采集与预处理，再到顶层的远程数据传输与云计算平台构建，确保了监测数据的完整性、可靠性和可扩展性。 特别关注了光纤传感技术在结构监测中的应用潜力。详细介绍了基于分布式光纤传感（如BOTDA、DTS、DAS）技术原理，及其在应变、温度、振动等物理量全场、连续测量方面的优势。书中通过具体的工程算例，对比了光纤传感与传统应变计在空间分辨率、抗电磁干扰及长期稳定性方面的差异，为读者选择合适的传感手段提供了坚实的理论依据。 第二部分：新型传感技术与数据采集系统 现代SHM的效能极大地依赖于传感器的性能和数据采集系统的处理能力。本部分着重介绍了几种颠覆性的新型传感技术及其在工程实践中的应用。 无线传感器网络（WSN）与低功耗设计： 深入分析了WSN在大型结构监测中的拓扑结构设计、功耗管理策略（如事件驱动、休眠唤醒机制）以及网络自组织能力。书中详细对比了不同无线通信协议（如ZigBee、LoRa、NB-IoT）在监测场景下的适用性，并提供了优化节点部署以最大化覆盖率和延长电池寿命的实践指南。 MEMS/NEMS传感器技术进展： 探讨了微机电系统（MEMS）惯性传感器（加速度计、陀螺仪）在结构状态评估中的应用，特别是其小型化、低成本化对提高监测点密度的积极影响。同时，引入了纳米机电系统（NEMS）在极端灵敏度测量方面的最新研究成果，预示着未来监测精度的突破方向。 多源异构数据融合： 结构状态的全面评估需要整合来自不同类型传感器的数据。本书提出了先进的多源异构数据融合框架，包括基于卡尔曼滤波族（扩展卡尔曼滤波EKF、无迹卡尔曼滤波UKF）以及更先进的粒子滤波算法，用于整合振动响应、应变、位移和环境参数数据，以获得对结构状态最准确的估计。 第三部分：智能数据处理与状态评估方法 本部分是全书的技术核心，专注于如何将海量的监测数据转化为有意义的结构评估信息。 基于机器学习的故障诊断： 传统基于模态参数的损伤检测方法易受环境变化和噪声的干扰。本书大力推介基于深度学习的损伤识别方法。详细介绍了卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）在自动特征提取和损伤模式识别中的应用。书中提供了使用模拟和实测数据训练深度学习模型的完整流程，包括数据预处理、标签构建、模型选择与验证，特别是针对小样本损伤数据和不平衡数据的处理策略。 基于概率的风险评估： 结构安全是一个概率事件。本部分引入了贝叶斯方法和马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）模拟，用于量化结构剩余使用寿命和失效概率。通过将监测数据作为先验信息融入概率模型，实现了对结构健康状态的实时、动态概率评估，为维护决策提供科学依据。 环境影响补偿与基线漂移校正： 结构响应受温度、湿度等环境因素的显著影响。书中提供了先进的迁移学习和残差分析方法，用于有效分离环境效应和结构损伤效应，确保识别出的变化真正反映结构本体的退化。 第四部分：工程应用案例与实践经验总结 本书通过多个精心挑选的典型工程案例，展示了上述前沿理论和技术的实际部署与效果。 复杂斜拉桥的长期服役性监测实践： 详细剖析了一座超大跨径斜拉桥在运营阶段的监测系统配置、关键指标选取（如索力变化、主梁挠度、风-雨耦合响应），以及如何利用长期数据发现早期病害迹象。重点讨论了数据异常值的自动识别与工程师的介入决策流程。 既有高层建筑的抗震性能评估： 针对城市存量建筑，介绍了如何采用快速部署的SHM系统，结合非线性系统识别技术，评估其在经历重大地震或极端荷载后的残余承载能力。案例中着重讲解了如何利用地震动记录对结构进行快速复核与评估。 隧道与地下结构的安全预警： 针对隧道衬砌的变形与渗漏问题，本书展示了如何结合应力监测、沉降监测与地质信息模型，构建三维预警系统。其中包含对地下水压力变化与衬砌应力响应的耦合分析方法。 结论与展望： 全书最后总结了当前SHM技术面临的挑战，包括数据的标准化、模型的通用化以及人机交互的优化。同时，对未来可能出现的基于数字孪生（Digital Twin）的下一代主动式SHM系统进行了展望，强调了数据驱动的预测性维护（PdM）将成为主流趋势。 本书内容覆盖面广，技术深入，理论结合实践，是结构工程领域一本不可多得的综合性参考手册。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容给我留下了深刻的印象，尤其是作者在“实践”环节的着墨。理论固然重要，但如何将其有效地转化为实际的工程应用，才是衡量一本书价值的关键。书中穿插的多个案例研究，详细描述了GNSS和RTS技术在不同类型桥梁（例如，悬索桥、斜拉桥、连续梁桥等）变形监测中的实际应用过程。我认真研读了其中关于某大型悬索桥的监测案例，详细了解到监测点位的选择、仪器设备的配置、数据采集的频率和周期，以及异常变形发生时如何进行预警和报警。作者还分享了在实际监测过程中遇到的各种突发情况，比如恶劣天气对监测数据的影响，以及如何通过调整监测策略来应对。这种“实战经验”的分享，对于一线工程师来说，无疑是无价之宝。它不仅能够帮助我们避免走弯路，更能激发我们在面对实际问题时，运用书中理论知识去解决问题的能力。这种理论与实践紧密结合的编排方式，让这本书不仅仅是一本学术著作，更是一本实用的操作指南。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，一开始我被这本书的标题吸引，因为“动态变形监测”这个概念本身就充满了挑战性和科技感，而GNSS和RTS的组合更是让我看到了技术融合的无限可能。阅读过程中，我发现作者在对GNSS和RTS技术的原理阐述上，确实达到了很高的学术水准。他不仅解释了这些技术是如何工作的，更重要的是，深入探讨了它们在桥梁这种复杂结构上的适用性。例如，在讨论GNSS时，作者并没有回避其在城市峡谷或电磁干扰环境下的精度问题，并提出了相应的解决思路。同样，在RTS部分，作者也详细分析了如何通过优化仪器选型和测量方案来提高其在大型桥梁结构上的监测效率和精度。更让我惊喜的是，书中对“理论与实践”的平衡把握得非常好。大量的图表、公式和案例分析，使得抽象的理论概念变得具体可感。我尤其喜欢作者在章节结尾处提出的思考题和讨论点，这激发了我进一步探索和研究的兴趣，让我不仅仅是被动地接受信息，而是能够主动地去思考和学习。这本书无疑为桥梁结构安全监测领域贡献了一份宝贵的知识财富。

评分☆☆☆☆☆

在众多关于工程监测的书籍中，这本书以其独特的视角和精细的论述脱颖而出。我尤其欣赏作者在方法论上的创新之处。GNSS技术作为一种高精度的空间定位手段，其在桥梁变形监测中的应用早已不是新鲜事，但这本书并非简单地罗列现有技术，而是深入挖掘了其在理论层面的优势和在实践中可能遇到的瓶颈。作者对影响GNSS精度因素的分析，如大气延迟、多路径效应等，都进行了详尽的论述，并提出了相应的解决方案，这对于实际操作者来说，具有极高的参考价值。RTS技术作为传统但不可或缺的监测手段，在书中也得到了充分的重视，作者巧妙地将两种技术结合起来，提出了协同监测的方案，这无疑是这本书最大的亮点之一。这种“1+1>2”的思路，在复杂工程监测领域尤为重要，能够克服单一技术的局限性，实现更全面、更可靠的监测效果。虽然我还没有完全掌握书中的每一个细节，但能感受到作者在技术融合方面的独到见解，这种跨技术的整合能力，是未来工程监测发展的必然趋势，也是这本书极具价值的体现。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很吸引人，那种金属质感和科技感交织的风格，很容易让人联想到桥梁的宏伟与精密。翻开书页，一股严谨的学术气息扑面而来，纸张的质感也很好，阅读体验很舒适。虽然我并非该领域的专家，但从书中展现出的对GNSS（全球导航卫星系统）和RTS（全站仪）技术的深度探讨，我能感受到作者在理论研究上的扎实功底。那些复杂的算法和模型，虽然初看有些晦涩，但通过作者细致的阐述和图示，似乎都能窥见其精妙之处。特别是关于数据处理和误差分析的部分，感觉作者在这方面花费了大量心血，力求将理论的严谨性最大化地体现在实际应用中。书中的案例分析部分，虽然我还没有深入研读，但从目录和引言来看，涵盖了不同类型和规模的桥梁，这对于想要了解实际应用效果的读者来说，无疑是一大亮点。我尤其期待能够通过这些案例，更直观地理解GNSS和RTS技术在保障桥梁安全中的作用，以及它们所面临的挑战。总的来说，这本书给我的第一印象是专业、系统且具有前瞻性，是值得深入研究的学术专著。

评分☆☆☆☆☆

从一名普通读者的角度，我不得不说这本书的知识密度相当惊人。作者似乎倾注了大量心血，将GNSS和RTS技术在桥梁动态变形监测领域的应用，从最基础的原理介绍，到复杂的算法推导，再到实际工程中的应用场景，都做了全面而深入的梳理。我个人对GNSS的相对定位和绝对定位原理，以及RTS的测量流程和误差来源，都进行了重点的阅读。书中关于如何根据桥梁的特点和监测需求，选择合适的GNSS接收机型号、天线类型，以及RTS的布设方式和精度要求，都给出了非常详尽的指导。特别是关于数据融合的章节，作者提出的几种不同融合策略，以及每种策略的优缺点分析，让我对如何更有效地整合两种技术获取的信息有了更深刻的理解。虽然有些数学公式和推导过程对我来说需要反复琢磨，但作者的逻辑清晰，层层递进，最终能够构建起一个完整的理论框架，这本身就是一种能力的体现。阅读这本书，感觉像是上了一堂系统而专业的桥梁结构健康监测课程。