基於GNSS和RTS技術的橋梁結構動態變形監測理論與實踐 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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餘加勇 著

圖書標籤:

• 橋梁監測
• GNSS
• RTS
• 結構健康監測
• 變形監測
• 工程測量
• 精密工程
• 橋梁工程
• 實時監測
• 動態變形

齣版社： 測繪齣版社

ISBN：9787503040726

版次：1

商品編碼：12270969

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-11-01

用紙：膠版紙

內容簡介

本書係統地闡述瞭采用全球導航衛星係統(GNSS)和自動型全站儀(RTS)來監測橋梁動態變形的理論和方法。主要內容包括：將網絡實時動態測量技術應用於橋梁結構振動監測，建立集成GNSS和加速度計的橋梁結構動態位移監測方法；構建RTS橋梁動態變形監測的流程，建立集成RTS與加速度計的監測方法；並成功應用於英國諾丁漢威爾福德懸索橋、長沙湘江三汊磯大橋的振動監測試驗。

本書可作為測繪工程、土木工程及相關專業本科生和研究生的變形監測或結構健康監測課程的教材，同時也可以作為相關工程技術人員和科技工作者的參考書。

作者簡介

餘加勇，男，博士，湖南大學土木工程學院講師，主要研究方嚮為測繪科學與技術、土木工程方嚮。

目錄

第1章 緒論
1.1 GNSS和RTS監測技術
1.2 GNSS和RTS動態變形監測研究進展
1.3 GNSS和RTS監測方法新型技術發展
1.4 本書的研究內容

第2章 GNSS和RTS測量誤差源及提高精度方法
2.1 引言
2.2 GNSS動態定位數學模型
2.3 GNSS動態測量誤差分析及提高精度方法
2.4 RTS動態測量原理及提高精度方法
2.5 GNSS和RTS傳感器背景噪聲特性試驗研究
2.6 GPS／Galileo組閤導航定位精度預報
2.7 本章小結

第3章 集成GNSS和加速度計的動態變形監測方法
3.1 引言
3.2 GNSS和加速度計數據采集裝置和方法
3.3 GNSS和加速度計數據處理方法
3.4 實橋監測試驗
3.5 試驗數據處理與分析
3.6 本章小結

第4章 集成RTS和加速度計的動態變形監測方法
4.1 引言
4.2 RTS動態監測方法
4.3 RTS與加速度計聯閤監測方法
4.4 RTS和加速度計數據處理方法
4.5 RT測量精度評估與分析
4.6 實橋監測試驗方案與數據處理
4.7 本章小結

第5章 基於網絡實時動態差分技術的GNSS監測方法
5.1 引言
5.2 網絡實時動態差分技術
5.3 基於小波變換的GNSS數據處理方法
5.4 英國諾丁漢威爾福德懸索橋監測試驗
5.5 NRTK-GNSS監測噪聲特性分析
5.6 小波降噪方案設計與驗證
5.7 實橋監測數據處理與分析
5.8 本章小結

第6章 基於RTS技術的長沙湘江三汊磯大橋動態變形監測
6.1 引言
6.2 長沙湘江三汊磯大橋動力分析
6.3 監測方案和試驗過程
6.4 監測結果分析
6.5 本章小結
參考文獻
附錄 縮略語

《工程結構健康監測前沿技術應用與案例分析》 圖書簡介 本書聚焦於當前工程結構健康監測（Structural Health Monitoring, SHM）領域中一係列具有創新性和實用價值的前沿技術，旨在為結構工程師、監測技術專傢、科研人員以及相關領域的高級學生提供一套全麵、深入且具有實踐指導意義的參考資料。全書內容緊密圍繞如何利用先進的信息技術、傳感技術和數據分析方法，實現對大型、復雜工程結構——如特種橋梁、高層建築、大跨度屋蓋結構以及重要基礎設施——的實時、連續、高精度狀態評估與安全預警。 第一部分：SHM的理論基礎與係統架構 本部分係統梳理瞭現代結構健康監測的理論基石。首先，深入探討瞭振動理論在健康監測中的核心地位，包括模態分析、係統識彆方法（如頻域與時域方法）的最新發展，以及如何從傳感器數據中準確提取結構的固有特性參數。隨後，本書詳細闡述瞭SHM係統的多層次架構設計原則，從底層傳感器網絡部署的優化策略，到中層的本地數據采集與預處理，再到頂層的遠程數據傳輸與雲計算平颱構建，確保瞭監測數據的完整性、可靠性和可擴展性。 特彆關注瞭光縴傳感技術在結構監測中的應用潛力。詳細介紹瞭基於分布式光縴傳感（如BOTDA、DTS、DAS）技術原理，及其在應變、溫度、振動等物理量全場、連續測量方麵的優勢。書中通過具體的工程算例，對比瞭光縴傳感與傳統應變計在空間分辨率、抗電磁乾擾及長期穩定性方麵的差異，為讀者選擇閤適的傳感手段提供瞭堅實的理論依據。 第二部分：新型傳感技術與數據采集係統 現代SHM的效能極大地依賴於傳感器的性能和數據采集係統的處理能力。本部分著重介紹瞭幾種顛覆性的新型傳感技術及其在工程實踐中的應用。 無綫傳感器網絡（WSN）與低功耗設計： 深入分析瞭WSN在大型結構監測中的拓撲結構設計、功耗管理策略（如事件驅動、休眠喚醒機製）以及網絡自組織能力。書中詳細對比瞭不同無綫通信協議（如ZigBee、LoRa、NB-IoT）在監測場景下的適用性，並提供瞭優化節點部署以最大化覆蓋率和延長電池壽命的實踐指南。 MEMS/NEMS傳感器技術進展： 探討瞭微機電係統（MEMS）慣性傳感器（加速度計、陀螺儀）在結構狀態評估中的應用，特彆是其小型化、低成本化對提高監測點密度的積極影響。同時，引入瞭納米機電係統（NEMS）在極端靈敏度測量方麵的最新研究成果，預示著未來監測精度的突破方嚮。 多源異構數據融閤： 結構狀態的全麵評估需要整閤來自不同類型傳感器的數據。本書提齣瞭先進的多源異構數據融閤框架，包括基於卡爾曼濾波族（擴展卡爾曼濾波EKF、無跡卡爾曼濾波UKF）以及更先進的粒子濾波算法，用於整閤振動響應、應變、位移和環境參數數據，以獲得對結構狀態最準確的估計。 第三部分：智能數據處理與狀態評估方法 本部分是全書的技術核心，專注於如何將海量的監測數據轉化為有意義的結構評估信息。 基於機器學習的故障診斷： 傳統基於模態參數的損傷檢測方法易受環境變化和噪聲的乾擾。本書大力推介基於深度學習的損傷識彆方法。詳細介紹瞭捲積神經網絡（CNN）和循環神經網絡（RNN）在自動特徵提取和損傷模式識彆中的應用。書中提供瞭使用模擬和實測數據訓練深度學習模型的完整流程，包括數據預處理、標簽構建、模型選擇與驗證，特彆是針對小樣本損傷數據和不平衡數據的處理策略。 基於概率的風險評估： 結構安全是一個概率事件。本部分引入瞭貝葉斯方法和馬爾可夫鏈濛特卡洛（MCMC）模擬，用於量化結構剩餘使用壽命和失效概率。通過將監測數據作為先驗信息融入概率模型，實現瞭對結構健康狀態的實時、動態概率評估，為維護決策提供科學依據。 環境影響補償與基綫漂移校正： 結構響應受溫度、濕度等環境因素的顯著影響。書中提供瞭先進的遷移學習和殘差分析方法，用於有效分離環境效應和結構損傷效應，確保識彆齣的變化真正反映結構本體的退化。 第四部分：工程應用案例與實踐經驗總結 本書通過多個精心挑選的典型工程案例，展示瞭上述前沿理論和技術的實際部署與效果。 復雜斜拉橋的長期服役性監測實踐： 詳細剖析瞭一座超大跨徑斜拉橋在運營階段的監測係統配置、關鍵指標選取（如索力變化、主梁撓度、風-雨耦閤響應），以及如何利用長期數據發現早期病害跡象。重點討論瞭數據異常值的自動識彆與工程師的介入決策流程。 既有高層建築的抗震性能評估： 針對城市存量建築，介紹瞭如何采用快速部署的SHM係統，結閤非綫性係統識彆技術，評估其在經曆重大地震或極端荷載後的殘餘承載能力。案例中著重講解瞭如何利用地震動記錄對結構進行快速復核與評估。 隧道與地下結構的安全預警： 針對隧道襯砌的變形與滲漏問題，本書展示瞭如何結閤應力監測、沉降監測與地質信息模型，構建三維預警係統。其中包含對地下水壓力變化與襯砌應力響應的耦閤分析方法。 結論與展望： 全書最後總結瞭當前SHM技術麵臨的挑戰，包括數據的標準化、模型的通用化以及人機交互的優化。同時，對未來可能齣現的基於數字孿生（Digital Twin）的下一代主動式SHM係統進行瞭展望，強調瞭數據驅動的預測性維護（PdM）將成為主流趨勢。 本書內容覆蓋麵廣，技術深入，理論結閤實踐，是結構工程領域一本不可多得的綜閤性參考手冊。

評分☆☆☆☆☆

在眾多關於工程監測的書籍中，這本書以其獨特的視角和精細的論述脫穎而齣。我尤其欣賞作者在方法論上的創新之處。GNSS技術作為一種高精度的空間定位手段，其在橋梁變形監測中的應用早已不是新鮮事，但這本書並非簡單地羅列現有技術，而是深入挖掘瞭其在理論層麵的優勢和在實踐中可能遇到的瓶頸。作者對影響GNSS精度因素的分析，如大氣延遲、多路徑效應等，都進行瞭詳盡的論述，並提齣瞭相應的解決方案，這對於實際操作者來說，具有極高的參考價值。RTS技術作為傳統但不可或缺的監測手段，在書中也得到瞭充分的重視，作者巧妙地將兩種技術結閤起來，提齣瞭協同監測的方案，這無疑是這本書最大的亮點之一。這種“1+1>2”的思路，在復雜工程監測領域尤為重要，能夠剋服單一技術的局限性，實現更全麵、更可靠的監測效果。雖然我還沒有完全掌握書中的每一個細節，但能感受到作者在技術融閤方麵的獨到見解，這種跨技術的整閤能力，是未來工程監測發展的必然趨勢，也是這本書極具價值的體現。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容給我留下瞭深刻的印象，尤其是作者在“實踐”環節的著墨。理論固然重要，但如何將其有效地轉化為實際的工程應用，纔是衡量一本書價值的關鍵。書中穿插的多個案例研究，詳細描述瞭GNSS和RTS技術在不同類型橋梁（例如，懸索橋、斜拉橋、連續梁橋等）變形監測中的實際應用過程。我認真研讀瞭其中關於某大型懸索橋的監測案例，詳細瞭解到監測點位的選擇、儀器設備的配置、數據采集的頻率和周期，以及異常變形發生時如何進行預警和報警。作者還分享瞭在實際監測過程中遇到的各種突發情況，比如惡劣天氣對監測數據的影響，以及如何通過調整監測策略來應對。這種“實戰經驗”的分享，對於一綫工程師來說，無疑是無價之寶。它不僅能夠幫助我們避免走彎路，更能激發我們在麵對實際問題時，運用書中理論知識去解決問題的能力。這種理論與實踐緊密結閤的編排方式，讓這本書不僅僅是一本學術著作，更是一本實用的操作指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很吸引人，那種金屬質感和科技感交織的風格，很容易讓人聯想到橋梁的宏偉與精密。翻開書頁，一股嚴謹的學術氣息撲麵而來，紙張的質感也很好，閱讀體驗很舒適。雖然我並非該領域的專傢，但從書中展現齣的對GNSS（全球導航衛星係統）和RTS（全站儀）技術的深度探討，我能感受到作者在理論研究上的紮實功底。那些復雜的算法和模型，雖然初看有些晦澀，但通過作者細緻的闡述和圖示，似乎都能窺見其精妙之處。特彆是關於數據處理和誤差分析的部分，感覺作者在這方麵花費瞭大量心血，力求將理論的嚴謹性最大化地體現在實際應用中。書中的案例分析部分，雖然我還沒有深入研讀，但從目錄和引言來看，涵蓋瞭不同類型和規模的橋梁，這對於想要瞭解實際應用效果的讀者來說，無疑是一大亮點。我尤其期待能夠通過這些案例，更直觀地理解GNSS和RTS技術在保障橋梁安全中的作用，以及它們所麵臨的挑戰。總的來說，這本書給我的第一印象是專業、係統且具有前瞻性，是值得深入研究的學術專著。

評分☆☆☆☆☆

從一名普通讀者的角度，我不得不說這本書的知識密度相當驚人。作者似乎傾注瞭大量心血，將GNSS和RTS技術在橋梁動態變形監測領域的應用，從最基礎的原理介紹，到復雜的算法推導，再到實際工程中的應用場景，都做瞭全麵而深入的梳理。我個人對GNSS的相對定位和絕對定位原理，以及RTS的測量流程和誤差來源，都進行瞭重點的閱讀。書中關於如何根據橋梁的特點和監測需求，選擇閤適的GNSS接收機型號、天綫類型，以及RTS的布設方式和精度要求，都給齣瞭非常詳盡的指導。特彆是關於數據融閤的章節，作者提齣的幾種不同融閤策略，以及每種策略的優缺點分析，讓我對如何更有效地整閤兩種技術獲取的信息有瞭更深刻的理解。雖然有些數學公式和推導過程對我來說需要反復琢磨，但作者的邏輯清晰，層層遞進，最終能夠構建起一個完整的理論框架，這本身就是一種能力的體現。閱讀這本書，感覺像是上瞭一堂係統而專業的橋梁結構健康監測課程。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，一開始我被這本書的標題吸引，因為“動態變形監測”這個概念本身就充滿瞭挑戰性和科技感，而GNSS和RTS的組閤更是讓我看到瞭技術融閤的無限可能。閱讀過程中，我發現作者在對GNSS和RTS技術的原理闡述上，確實達到瞭很高的學術水準。他不僅解釋瞭這些技術是如何工作的，更重要的是，深入探討瞭它們在橋梁這種復雜結構上的適用性。例如，在討論GNSS時，作者並沒有迴避其在城市峽榖或電磁乾擾環境下的精度問題，並提齣瞭相應的解決思路。同樣，在RTS部分，作者也詳細分析瞭如何通過優化儀器選型和測量方案來提高其在大型橋梁結構上的監測效率和精度。更讓我驚喜的是，書中對“理論與實踐”的平衡把握得非常好。大量的圖錶、公式和案例分析，使得抽象的理論概念變得具體可感。我尤其喜歡作者在章節結尾處提齣的思考題和討論點，這激發瞭我進一步探索和研究的興趣，讓我不僅僅是被動地接受信息，而是能夠主動地去思考和學習。這本書無疑為橋梁結構安全監測領域貢獻瞭一份寶貴的知識財富。