地基雷達在橋梁微變形監(jiān)測中的應(yīng)用研究.pdf

1、地基雷達(Ground Based radar，GB-radar)是當今建筑物變形觀測領(lǐng)域的一項新型監(jiān)測設(shè)備，它使用微波信號對監(jiān)測目標非接觸式掃描測量，不同于常規(guī)的全站儀、水準儀、GPS等單點測量，其一個個的面狀掃描單元具有很高的空間分辨率和監(jiān)測精度，其將步進頻率連續(xù)波技術(shù)和干涉測量技術(shù)相結(jié)合而構(gòu)成地面微波干涉雷達系統(tǒng)，獲取高精度、高分辨率的變形信息，實現(xiàn)對地面目標的靜動態(tài)高精度監(jiān)測。本文研究的地基雷達設(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經(jīng)過6年合作研發(fā)的儀器，能夠?qū)δ繕宋锾峁┻B續(xù)、全面的監(jiān)測。IBIS-S主要用于對橋梁、建筑物、高塔等易發(fā)生微小變化的物體進行精確的監(jiān)測，能夠得到被測物每部分的位移變化量，分析建筑物或橋梁上每一個點的變形、振動情況。針對該系統(tǒng)在橋梁微變形監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用，主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)本文首先對IBIS-S系統(tǒng)設(shè)備的軟硬件組成、設(shè)備技

3、術(shù)參數(shù)及工作原理進行介紹;比較詳細的描述了IBIS-S測量基本原理。
　　(2)研究中驗證了IBIS-S測量精度，通過實驗對IBIS-S系統(tǒng)與傳統(tǒng)設(shè)備進行對比，在與游標卡尺和全站儀的對比模擬變形實驗中，驗證其靜態(tài)測量精度優(yōu)于±0.1mm。
　　(3)重點研究了IBIS-S在測量中存在的誤差，儀器安置、數(shù)據(jù)計算轉(zhuǎn)換和環(huán)境因素對測量結(jié)果的影響。通過對儀器前后左右微小移動，得出其在測量目標徑向方向上受影響較大，在測量中必須精確安置

4、儀器。在不同環(huán)境中實驗測量結(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點修正法，可以消除大部分環(huán)境誤差影響。測量目標物的距離遠近對IBIS-S靜態(tài)測量結(jié)果有很大影響，實驗證實，測量目標物的距離在80m范圍內(nèi)，測量精度優(yōu)于±0.1mm;在200m范圍內(nèi)，測量精度優(yōu)于±0.23mm;在300m范圍內(nèi)，測量精度優(yōu)于±0.40mm。
　　(4)本文根據(jù)IBIS-S測量數(shù)據(jù)的特點，對只能單次測量目標