本發(fā)明涉及橋梁檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于pos系統(tǒng)的橋梁檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

橋梁檢測(cè)的主要目的是對(duì)橋梁的使用性能以及安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)定。在橋梁檢測(cè)領(lǐng)域，一直將橋梁的結(jié)構(gòu)線形作為評(píng)定橋梁的整體結(jié)構(gòu)性能以及分析其受力情況的一個(gè)重要指標(biāo)。為了便于對(duì)橋梁線形的變化進(jìn)行系統(tǒng)有效的檢測(cè)，所有的橋梁在建成初期都要對(duì)其初始的結(jié)構(gòu)線形進(jìn)行精確測(cè)量，之后采取定期或不定期的方式對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)線形進(jìn)行系統(tǒng)的檢測(cè)，再對(duì)比不同時(shí)期的結(jié)構(gòu)線形圖，分析其變化的規(guī)律。

傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)線形檢測(cè)方法均采用在橋梁上布設(shè)一定數(shù)量的離散測(cè)量點(diǎn)的靜態(tài)測(cè)量方式，通過(guò)架設(shè)各種工程測(cè)量?jī)x器對(duì)離散點(diǎn)位的高程數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，如經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀等工程測(cè)量?jī)x器，最后擬合得到橋梁的結(jié)構(gòu)線形曲線，通過(guò)對(duì)不同時(shí)期的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，就可以得到各時(shí)期的橋梁結(jié)構(gòu)線形圖。該方法測(cè)量精度較高，但是需要設(shè)定永久基準(zhǔn)點(diǎn)，架設(shè)儀器、確定測(cè)量點(diǎn)等，測(cè)量流程十分繁雜，測(cè)量方法工作周期長(zhǎng)，耗時(shí)費(fèi)力，且測(cè)試條件十分苛刻，需在封橋的條件下才能得到較高精度的測(cè)量結(jié)果，無(wú)法滿足數(shù)量龐大的中小型橋梁結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)的應(yīng)用需求。

最新出現(xiàn)的gnss測(cè)量方法雖然可以實(shí)現(xiàn)快速的結(jié)構(gòu)線形測(cè)量，但是測(cè)量精度依賴于衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)無(wú)遮擋的情況，且易受拉索及橋塔的干擾。

動(dòng)態(tài)測(cè)量方式捷聯(lián)慣導(dǎo)技術(shù)，通過(guò)內(nèi)部的陀螺儀和加速度計(jì)采集裝置對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行采集，通過(guò)積分推算得到運(yùn)載體的運(yùn)動(dòng)軌跡，然而由于運(yùn)動(dòng)軌跡的推算過(guò)程中，采用的是積分推算方式，將導(dǎo)致軌跡推算過(guò)程中微小的偏差到最后越來(lái)越大，呈發(fā)散趨勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于pos系統(tǒng)的橋梁檢測(cè)方法，旨在快速、準(zhǔn)確地測(cè)量橋梁結(jié)構(gòu)形變位置與形變量，實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的高精度檢測(cè)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種基于pos系統(tǒng)的橋梁檢測(cè)方法，該橋梁檢測(cè)方法包括以下步驟：

依據(jù)橋梁線形檢測(cè)要求，在測(cè)量載體上安裝pos系統(tǒng)；

建立橋軸坐標(biāo)系和測(cè)量坐標(biāo)系；

依據(jù)測(cè)量載體在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的姿態(tài)角和位置，在測(cè)量坐標(biāo)系上獲取基于pos系統(tǒng)的檢測(cè)離散線形；

對(duì)所述檢測(cè)離散線形進(jìn)行誤差分析和預(yù)處理，得到預(yù)處理離散線形；

將所述預(yù)處理離散線形轉(zhuǎn)換到橋軸坐標(biāo)系中，得到反映橋梁結(jié)構(gòu)的pos檢測(cè)線形圖。

進(jìn)一步地，所述建立橋軸坐標(biāo)系和測(cè)量坐標(biāo)系的步驟之后，依據(jù)測(cè)量載體在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的姿態(tài)角和位置，在測(cè)量坐標(biāo)系上獲取基于pos系統(tǒng)的檢測(cè)離散線形的步驟之前，還包括：

參考待測(cè)橋梁的車道數(shù)及線形結(jié)構(gòu)，規(guī)劃測(cè)量路徑并設(shè)計(jì)測(cè)量速度。

進(jìn)一步地，所述建立橋軸坐標(biāo)系和測(cè)量坐標(biāo)系的步驟，具體包括：

在待測(cè)橋梁的兩端，選定已知水平儀測(cè)量高程值的兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，作為待測(cè)橋梁的起點(diǎn)和終點(diǎn)；

以所述兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)之一為原點(diǎn)構(gòu)建的參考坐標(biāo)系為橋軸坐標(biāo)系；

基于所述pos系統(tǒng)獲取測(cè)量點(diǎn)的導(dǎo)航坐標(biāo)；

以所述測(cè)量點(diǎn)的導(dǎo)航坐標(biāo)為原點(diǎn)，構(gòu)建空間直角坐標(biāo)系，并依據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式轉(zhuǎn)換至東北天坐標(biāo)系，以所述東北天坐標(biāo)系為測(cè)量坐標(biāo)系。

進(jìn)一步地，所述對(duì)所述檢測(cè)離散線形進(jìn)行誤差分析和預(yù)處理，得到預(yù)處理離散線形的步驟，具體包括：

對(duì)所述檢測(cè)離散線形進(jìn)行低通濾波處理，

對(duì)所述檢測(cè)離散線形進(jìn)行振動(dòng)誤差處理，消除測(cè)量載體與橋梁耦合產(chǎn)生的振動(dòng)誤差；

對(duì)經(jīng)過(guò)振動(dòng)誤差處理后的檢測(cè)離散線形進(jìn)行非線性擬合，得到所述預(yù)處理離散線形。

進(jìn)一步地，所述對(duì)所述檢測(cè)離散線形進(jìn)行低通濾波處理的步驟之后，對(duì)所述檢測(cè)離散線形進(jìn)行振動(dòng)誤差處理，消除測(cè)量載體與橋梁耦合產(chǎn)生的振動(dòng)誤差的步驟之前，還包括：

對(duì)經(jīng)過(guò)低通濾波處理后的檢測(cè)離散線形進(jìn)行中值濾波處理，去除低頻范圍內(nèi)的不平整誤差。

進(jìn)一步地，所述pos系統(tǒng)包括gnss接收機(jī)和慣性測(cè)量裝置imu；

所述gnss接收機(jī)的靜態(tài)水平定位精度為5mm±1ppm，靜態(tài)垂直定位精度為10mm±1ppm，動(dòng)態(tài)水平定位精度為10mm±1ppm，動(dòng)態(tài)垂直定位精度為20mm±2ppm；

所述imu的具體參數(shù)為：陀螺儀零偏穩(wěn)定性≤0.01/h，陀螺儀零偏重復(fù)性≤0.01/h，陀螺儀測(cè)量范圍±300°/s，加速度計(jì)測(cè)量范圍±20g，加速度計(jì)零偏月重復(fù)性≤10μg；

所述pos系統(tǒng)的采樣頻率為200hz，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)方位精度高于0.05°，水平姿態(tài)精度高于0.02°。

進(jìn)一步地，所述測(cè)量路徑包括直線測(cè)量路徑和曲線測(cè)量路徑，所述測(cè)量速度為10-20km/h。

進(jìn)一步地，所述將所述預(yù)處理離散線形轉(zhuǎn)換到橋軸坐標(biāo)系采用的坐標(biāo)換算公式為其中θ＝arctan((x2-x1)/(y2-y1))。

進(jìn)一步地，所述低通濾波的低通截止頻率負(fù)相關(guān)于橋面等級(jí)，所述中值濾波的鄰域窗口的數(shù)量為30。

本發(fā)明的基于pos系統(tǒng)的橋梁檢測(cè)方法，首先依據(jù)橋梁線形檢測(cè)要求，在測(cè)量載體上安裝pos系統(tǒng)，建立橋軸坐標(biāo)系和測(cè)量坐標(biāo)系，然后參考待測(cè)橋梁的車道數(shù)及線形結(jié)構(gòu)，規(guī)劃測(cè)量路徑并設(shè)計(jì)測(cè)量速度，隨后依據(jù)測(cè)量載體在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的姿態(tài)角和位置，在測(cè)量坐標(biāo)系上獲取基于pos系統(tǒng)的檢測(cè)離散線形，接著對(duì)所述檢測(cè)離散線形進(jìn)行誤差分析和預(yù)處理，得到預(yù)處理離散線形，最后將所述預(yù)處理離散線形經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換公式轉(zhuǎn)換到橋軸坐標(biāo)系中，得到反映橋梁真實(shí)結(jié)構(gòu)的pos檢測(cè)線形圖，該橋梁檢測(cè)方法能夠快速、準(zhǔn)確地測(cè)量出橋梁的形變位置和形變量，測(cè)量精度達(dá)到毫米量級(jí)，能夠?qū)崿F(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)線形的高精度檢測(cè)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明基于pos系統(tǒng)的橋梁檢測(cè)方法一實(shí)施例的流程圖；

圖2為圖1中步驟s20的具體流程圖；

圖3為圖1中步驟s50的具體流程圖；

圖4為本發(fā)明橋梁檢測(cè)方法的測(cè)量路徑一實(shí)施例的示意圖；

圖5為圖3中步驟s53中不同路徑耦合振動(dòng)誤差曲線；

圖6為圖3中步驟s53中不同路徑耦合振動(dòng)誤差頻譜；

圖7為圖3中步驟s54中最終測(cè)量誤差曲線。

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種基于pos系統(tǒng)的橋梁檢測(cè)方法。

參照?qǐng)D1，圖1為本發(fā)明基于pos系統(tǒng)的橋梁檢測(cè)方法一實(shí)施例的流程圖。

在本實(shí)施例中，該基于pos系統(tǒng)的橋梁檢測(cè)方法，包括以下步驟：

s10：依據(jù)橋梁線形檢測(cè)要求，在測(cè)量載體上安裝pos系統(tǒng)；

在本實(shí)施例中，基于pos系統(tǒng)對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，第一步要根據(jù)橋梁的線形檢測(cè)要求，準(zhǔn)備測(cè)量檢測(cè)車，在所述測(cè)量檢測(cè)車上安裝pos(positionorientsystem)系統(tǒng)，即gnss接收機(jī)與慣性測(cè)量裝置imu組合而成的高精度位置姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，在進(jìn)行橋梁檢測(cè)時(shí)，gnss接收機(jī)一般至少設(shè)置兩個(gè)，一個(gè)與所述慣性測(cè)量裝置imu組合成高精度的位置姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，另一個(gè)則設(shè)置在待測(cè)橋梁附近的絕對(duì)平面上。pos系統(tǒng)中，imu的參數(shù)一般會(huì)考慮：陀螺儀的特性參數(shù)，包括陀螺儀零偏穩(wěn)定性、陀螺儀零偏重復(fù)性、陀螺儀測(cè)量范圍，加速度計(jì)的特性參數(shù)，包括加速度計(jì)測(cè)量范圍。加速度計(jì)零偏月重復(fù)性，gnss的參數(shù)一般考慮靜態(tài)水平定位精度、靜態(tài)垂直定位精度、動(dòng)態(tài)水平定位精度、動(dòng)態(tài)垂直定位精度等，pos系統(tǒng)的特性參數(shù)還包括數(shù)據(jù)采樣頻率。在本實(shí)施例中，基于gnss和imu的參數(shù)選取如下表所示：

表1imu相關(guān)參數(shù)

表2gnss相關(guān)參數(shù)

所述pos系統(tǒng)的采樣頻率為200hz，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)方位精度高于0.05°，水平姿態(tài)精度高于0.02°。

s20：建立橋軸坐標(biāo)系和測(cè)量坐標(biāo)系；

在本實(shí)施例中，在將pos系統(tǒng)安裝在作為測(cè)量載體的測(cè)量小車上后，第二步需要基于該pos系統(tǒng)輸出測(cè)量點(diǎn)及基準(zhǔn)點(diǎn)的導(dǎo)航坐標(biāo)，然后基于所述測(cè)量點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)建立橋軸坐標(biāo)系和測(cè)量坐標(biāo)系。

s30：參考待測(cè)橋梁的車道數(shù)及線形結(jié)構(gòu)，規(guī)劃測(cè)量路徑并設(shè)計(jì)測(cè)量速度；

在本實(shí)施例中，在建立橋軸坐標(biāo)系和測(cè)量坐標(biāo)系后，第三步需要參考待測(cè)橋梁的車道數(shù)及橋梁線形結(jié)構(gòu)，選擇測(cè)量車道、車輛行駛的路線，并考慮待測(cè)橋梁的車速限制及車速對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，本實(shí)施例以武漢晴川橋?yàn)槔?，參照?qǐng)D4，參考晴川橋?yàn)閮绍嚨?，選擇測(cè)量車道為第一車道和第二車道，考慮晴川橋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性和測(cè)量效率之后，規(guī)劃測(cè)量小車的行駛路線、測(cè)量路徑、及測(cè)量車速v，在本實(shí)施例中，規(guī)劃了四條路徑，兩條直線測(cè)量路徑，兩條曲線測(cè)量路徑，晴川橋限速40km/h，考慮到車速越低，測(cè)量車與橋梁的耦合振動(dòng)影響越小，因而在綜合考慮測(cè)量效率的情況下，將測(cè)量車速設(shè)計(jì)在v＝10-20km/h，優(yōu)選20km/h。

s40：依據(jù)測(cè)量載體在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的姿態(tài)角和位置，在測(cè)量坐標(biāo)系上獲取基于pos系統(tǒng)的檢測(cè)離散線形；

在本實(shí)施例中，在規(guī)劃好測(cè)量路徑并設(shè)計(jì)好測(cè)量車速之后，第四步就是啟動(dòng)測(cè)量車按照設(shè)計(jì)好的測(cè)量車速在規(guī)劃好的測(cè)量路徑上行駛，獲取各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的導(dǎo)航坐標(biāo)，并在采樣時(shí)段ti內(nèi)獲取pos系統(tǒng)輸出測(cè)量車，也即ti時(shí)間段內(nèi)測(cè)量車經(jīng)過(guò)的測(cè)量點(diǎn)在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的姿態(tài)角和位置(bi，li，hi，xi，yi)，然后取東北天坐標(biāo)系中的高程值，與第一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的高程作差，得到基于pos系統(tǒng)的檢測(cè)離散線形。

s50：對(duì)所述檢測(cè)離散線形進(jìn)行誤差分析和預(yù)處理，得到預(yù)處理離散線形；

在本實(shí)施例中，在得到基于pos系統(tǒng)的檢測(cè)離散線形后，由于pos系統(tǒng)在測(cè)量過(guò)程中因?yàn)槁访娴牟黄秸?、測(cè)量車與待測(cè)橋梁的耦合振動(dòng)而一直處于振動(dòng)改變狀態(tài)，所以第五步需要對(duì)得到的基于pos系統(tǒng)的檢測(cè)離散線形數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析和預(yù)處理，以結(jié)合高精度的精密水準(zhǔn)儀采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)插值，分析待測(cè)橋梁路面不平整和測(cè)量車與橋梁耦合振動(dòng)的頻域特性等因素，消除路面不平整和車橋耦合振動(dòng)帶來(lái)的誤差，利用pos系統(tǒng)高精度的高程測(cè)量特性完成對(duì)待測(cè)橋梁的高程測(cè)量。

s60：將所述預(yù)處理離散線形轉(zhuǎn)換到橋軸坐標(biāo)系中，得到反映橋梁結(jié)構(gòu)的pos檢測(cè)線形圖。

在本實(shí)施例中，在得到經(jīng)過(guò)預(yù)處理之后的橋梁離散線形之后，由于pos系統(tǒng)采集的橋梁結(jié)構(gòu)線形數(shù)據(jù)為東北天坐標(biāo)系下的橋梁線形，而橋梁的真實(shí)結(jié)構(gòu)為橋軸坐標(biāo)系下的線形，二者位于不同的坐標(biāo)系中，因而第六步需要將所述預(yù)處理離散線形轉(zhuǎn)換到橋軸坐標(biāo)系中，將兩個(gè)不同的坐標(biāo)系進(jìn)行統(tǒng)一，以得到反映橋梁真實(shí)結(jié)構(gòu)的pos檢測(cè)線形圖，其中，將所述預(yù)處理離散線形轉(zhuǎn)換到橋軸坐標(biāo)系中的轉(zhuǎn)換公式為其中，θ＝arctan((x2-x1)/(y2-y1))，在轉(zhuǎn)換的過(guò)程中保持高程不變，在繪制橋梁結(jié)構(gòu)線形圖時(shí)只需要將轉(zhuǎn)換后的每個(gè)高程數(shù)據(jù)減掉第一個(gè)高程數(shù)據(jù)，即可得到反映橋梁真實(shí)結(jié)構(gòu)的在橋軸坐標(biāo)系中的pos檢測(cè)線形圖。

本實(shí)施例的基于pos系統(tǒng)的橋梁檢測(cè)方法，首先依據(jù)橋梁線形檢測(cè)要求，在測(cè)量載體上安裝pos系統(tǒng)，建立橋軸坐標(biāo)系和測(cè)量坐標(biāo)系，然后參考待測(cè)橋梁的車道數(shù)及線形結(jié)構(gòu)，規(guī)劃測(cè)量路徑并設(shè)計(jì)測(cè)量速度，隨后依據(jù)測(cè)量載體在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的姿態(tài)角和位置，在測(cè)量坐標(biāo)系上獲取基于pos系統(tǒng)的檢測(cè)離散線形，接著對(duì)所述檢測(cè)離散線形進(jìn)行誤差分析和預(yù)處理，得到預(yù)處理離散線形，最后將所述預(yù)處理離散線形經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換公式轉(zhuǎn)換到橋軸坐標(biāo)系中，得到反映橋梁真實(shí)結(jié)構(gòu)的pos檢測(cè)線形圖。該橋梁檢測(cè)方法利用多種平滑處理方式處理橋梁高程噪聲，結(jié)合高精度的精密水準(zhǔn)儀采樣測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)插值，通過(guò)分析路面不平整和車橋耦合振動(dòng)頻域特性，消除測(cè)量誤差影響，在保證東北天坐標(biāo)系穩(wěn)定的前提下，利用高精度的gnss的平面坐標(biāo)信息完成測(cè)量坐標(biāo)系和橋軸坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，利用pos系統(tǒng)高精度的高層測(cè)量特性完成橋梁的高層測(cè)量，能夠快速、準(zhǔn)確的測(cè)量橋梁結(jié)構(gòu)形變位置及形變量，測(cè)量精度達(dá)到毫米量級(jí)，能夠?qū)崿F(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)線形的高精度檢測(cè)。

進(jìn)一步地，參照?qǐng)D2，基于上述實(shí)施例的基于pos系統(tǒng)的橋梁檢測(cè)方法，步驟s20具體包括：

s21：在待測(cè)橋梁的兩端，選定已知水平儀測(cè)量高程值的兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，作為待測(cè)橋梁的起點(diǎn)和終點(diǎn)；

s22：以所述兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)之一為原點(diǎn)構(gòu)建的參考坐標(biāo)系為橋軸坐標(biāo)系；

s23：基于所述pos系統(tǒng)獲取測(cè)量點(diǎn)的導(dǎo)航坐標(biāo)；

s24：以所述測(cè)量點(diǎn)的導(dǎo)航坐標(biāo)為原點(diǎn)，構(gòu)建空間直角坐標(biāo)系，并依據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式轉(zhuǎn)換至東北天坐標(biāo)系，以所述東北天坐標(biāo)系為測(cè)量坐標(biāo)系。

在本實(shí)施例中，橋軸坐標(biāo)系和測(cè)量坐標(biāo)系的建立需要：在待測(cè)橋梁的兩端，選定已知水平儀測(cè)量高程值的兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，作為待測(cè)橋梁的起點(diǎn)和終點(diǎn)，記錄所述兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置坐標(biāo)(x1，y1)、(x2，y2)，以晴川橋?yàn)槔?，則兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(0，0)、(65，1.0656)，以其中一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)構(gòu)建參考坐標(biāo)系，該參考坐標(biāo)系即為橋軸坐標(biāo)系，并同時(shí)用gnss輸出兩基準(zhǔn)點(diǎn)的導(dǎo)航坐標(biāo)(b，l，x，y，z)，其中(b，l)為1984年世界大地坐標(biāo)系(wordgeodeticsystem1984，即wgs-84)中的緯度和經(jīng)度，(x，y，z)為東北天坐標(biāo)即以測(cè)量處為原點(diǎn)的空間直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，標(biāo)記兩基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)為(x1，y1)，(x2，y2)，以晴川橋?yàn)槔瑒t兩基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)為(24.7560，-43.5085)、(25.5890，-44.7878)。

測(cè)量坐標(biāo)系的建立，首先需要基于pos(positionorientsystem)系統(tǒng)輸出測(cè)量點(diǎn)的導(dǎo)航坐標(biāo)，然后以導(dǎo)航坐標(biāo)中的(x，y，z)為原點(diǎn)，構(gòu)建空間直角坐標(biāo)系，并依據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式轉(zhuǎn)換至東北天坐標(biāo)系，該東北天坐標(biāo)系即為測(cè)量坐標(biāo)系。

進(jìn)一步地，參照?qǐng)D3，基于上述實(shí)施例的基于pos系統(tǒng)的橋梁檢測(cè)方法，步驟s50具體包括：

s51：對(duì)所述檢測(cè)離散線形進(jìn)行低通濾波處理，

s52：對(duì)經(jīng)過(guò)低通濾波處理后的檢測(cè)離散線形進(jìn)行中值濾波處理，去除低頻范圍內(nèi)的不平整誤差；

s53：對(duì)所述檢測(cè)離散線形進(jìn)行振動(dòng)誤差處理，消除測(cè)量載體與橋梁耦合產(chǎn)生的振動(dòng)誤差；

s54：對(duì)經(jīng)過(guò)振動(dòng)誤差處理后的檢測(cè)離散線形進(jìn)行非線性擬合，得到所述預(yù)處理離散線形。

在本實(shí)施例中，由于pos系統(tǒng)在測(cè)量過(guò)程中因?yàn)槁访娴牟黄秸?、測(cè)量車與待測(cè)橋梁的耦合振動(dòng)而一直處于振動(dòng)改變狀態(tài)，所以需要對(duì)得到的基于pos系統(tǒng)的檢測(cè)離散線形數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析和預(yù)處理，考慮到橋梁路面的不平整性，需要對(duì)所述基于pos系統(tǒng)的檢測(cè)離散線形進(jìn)行低通濾波處理，以消除路面不平整帶來(lái)的誤差影響，本實(shí)施例采用最大平坦幅度特性的巴特沃斯低通濾波對(duì)測(cè)量的橋梁線形進(jìn)行濾波，根據(jù)路面等級(jí)與截止頻率的負(fù)相關(guān)關(guān)系設(shè)置截止頻率，路面等級(jí)越高，截止頻率越低，以晴川橋?yàn)槔?，晴川橋的路面不平整度等?jí)較高，因而設(shè)定低通截止頻率為10m^-1。

為了進(jìn)一步去除低頻范圍內(nèi)的不平整誤差，需要對(duì)經(jīng)過(guò)低通濾波處理的檢測(cè)離散線形數(shù)據(jù)進(jìn)行中值濾波，中值濾波本質(zhì)是一種平均濾波方法，是基于排序統(tǒng)計(jì)理論的一種濾波處理技術(shù)，能夠有效地一直噪聲信號(hào)，在進(jìn)行中值濾波處理時(shí)需要設(shè)置中值濾波的鄰域窗口n，n越大，濾波后的結(jié)果越平滑，檢測(cè)離散線形的細(xì)節(jié)就越少，本實(shí)施例設(shè)定中值濾波的鄰域窗口數(shù)量n＝30，在其他實(shí)施例中可依據(jù)獲取到的橋梁線形數(shù)據(jù)進(jìn)行更改。

同樣地，由于pos系統(tǒng)在測(cè)量過(guò)程中因?yàn)槁访娴牟黄秸?、測(cè)量車與待測(cè)橋梁的耦合振動(dòng)而一直處于振動(dòng)改變狀態(tài)，造成測(cè)量結(jié)果受噪聲影響較大，因而需要對(duì)低通濾波或中值濾波處理后的檢測(cè)離散線形數(shù)據(jù)進(jìn)行振動(dòng)誤差處理，以消除車橋耦合振動(dòng)誤差帶來(lái)的影響，參照?qǐng)D4，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)雖然測(cè)量路徑不同，但是各路徑下的誤差空間隨機(jī)，如圖5所示，在0-70m的區(qū)間內(nèi)，路徑2和路徑3的誤差趨于一致，但是與路徑1的誤差差別較大，路徑誤差頻譜趨于一致，如圖6所示，在0-0.3m^-1的空間頻率區(qū)間內(nèi)，路徑1、路徑2和路徑3的頻譜幅值趨于一致，因而可以將此頻譜作為系統(tǒng)的振動(dòng)誤差頻譜，進(jìn)而消除車橋耦合振動(dòng)誤差。

在經(jīng)過(guò)上述步驟的處理之后，需要對(duì)振動(dòng)誤差處理后的橋梁檢測(cè)離散線形做最后的數(shù)字優(yōu)化處理，及對(duì)所述橋梁檢測(cè)離散線形進(jìn)行非線性擬合，也即，利用最小化誤差的平方和尋找數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配，使求得的數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)之間的誤差的平方和最小，進(jìn)一步消除檢測(cè)離散線形的誤差，得到預(yù)處理離散線形，參照?qǐng)D7所示。

本發(fā)明的基于pos系統(tǒng)的橋梁檢測(cè)方法不同于普通橋梁線形測(cè)量方法，本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理，耦合振動(dòng)誤差處理，坐標(biāo)換換后達(dá)到精度要求，大大提高了橋梁檢測(cè)的效率，該檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、靈活、精度高，能夠有效地完成橋梁線形高精度的三維標(biāo)定。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。