基于北斗系统的大桥自动化实时在线变形监测方系统案

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公司介绍......................................................................... 错误!未定义书签。

公司资质......................................................................... 错误!未定义书签。

1. 大桥健康监测系统简介 ........................................... 错误!未定义书签。

2. 系统方案 ................................................................... 错误!未定义书签。

2.1坐标系统............................................................... 错误!未定义书签。

2.2系统结构 ............................................................... 错误!未定义书签。

2.3硬件配置及设备选型........................................... 错误!未定义书签。

2.5软件系统............................................................... 错误!未定义书签。

2.5.1数据传输与数据采集系统（GPSDTUC ENTER）错误!未定义书签。

2.5.2数据处理部分（ZN ET M ONITER） ................... 错误!未定义书签。

2.5.3 ZNetMoniter系统基本功能 ......................... 错误!未定义书签。

2.5.6监测数据分发系统（ZW EB M ONITER） .......... 错误!未定义书签。

2.5.7系统特点 ............................................................ 错误!未定义书签。

3传统监测和自动化监测对比 ..................................... 错误!未定义书签。

4技术先进性 ................................................................. 错误!未定义书签。

5北斗/GPS公路桥梁无人值守监测及预警系统设备错误!未定义书签。

6野外设备供电设计方案 ............................................. 错误!未定义书签。

7桥监测站点的布设 ..................................................... 错误!未定义书签。

8成功项目案例 ............................................................. 错误!未定义书签。

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。

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。

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。

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）。