一種基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統及監測方法技術方案

本發明專利技術公開了一種基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統及監測方法，監測系統包括北斗衛星，距超高層建筑4?10km第一基準點，位于超高層建筑附近的第二基準點，設置在超高層建筑上的若干監測點，及數據處理系統；基準點與監測點上設置有能夠接收北斗衛星定位信號的接收機；第一基準點與第二基準點形成固定基線，固定基線與每個監測點形成三角形，若干監測點對應的三角形構成固定基線組網；接收機獲取觀測數據，數據處理系統對觀測數據進行處理，并獲取超高層建筑的變形數據。本發明專利技術提供基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統及監測方法，設置合理，實時對超高層建筑的變形進行監測，解決監測環境差，無法獲取高精度變形數據問題。

High precision deformation monitoring system and monitoring method for super high-rise building based on Beidou satellite

The invention discloses a super high-rise building based on Beidou satellite high precision deformation monitoring system and monitoring method, monitoring system including the Beidou satellite, from high-rise building 4 10km first benchmark, second basis points in high-rise buildings nearby, set a number of monitoring points in high-rise buildings, and the reference point and data processing system; the monitoring points are arranged on the receiver capable of receiving Beidou satellite positioning signal; the first reference point and second basis points to form a fixed fixed baseline, baseline and each monitoring point triangle formation, corresponding to a number of monitoring points of the triangle to form a fixed baseline receiver network; data collection, data processing system for data processing, data acquisition and high deformation building. The present invention provides high precision deformation monitoring system and monitoring method, super high-rise building based on Beidou satellite set reasonable, real time displacement of high-rise buildings are monitored, solve the monitoring environment is poor, unable to obtain the data of high precision deformation.

【技術實現步驟摘要】
一種基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統及監測方法
本專利技術涉及建筑物監測
，尤其涉及一種基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統及監測方法。
技術介紹
隨著中國經濟的蓬勃發展，超高層建筑引領城市發展趨勢，目前我國超過300m以上建筑已有50多座。這種超高層建筑在施工過程中，軸線測量、豎向精確投測、高程精確傳遞、建筑物的擺動、基振頻率的測定，無法用常規測量方法達到要求。為了實現上述測量和監測工作，利用北斗高精度衛星定位技術對超高層建筑進行變形監測，但對于監測環境差的超高層建筑，其受其他物體遮擋，致使監測衛星少，經常出現無法獲取監測數據或獲取的監測數據精度不高的問題，無法對超高層建筑施工過程實時監測。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對上述技術問題，提供一種基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統及監測方法，用于解決監測環境差，無法獲取監測數據或獲取的監測數據精度不高的問題，實現對超高層建筑施工過程實時監測，提高超高層建筑施工的安全性。本專利技術的技術方案：為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統，其包括北斗衛星。其還包括距超高層建筑4-10km的第一基準點，位于超高層建筑附近的第二基準點，設置在超高層建筑上的若干監測點，以及數據處理系統；基準點與監測點上設置有能夠接收北斗衛星定位信號的接收機；第一基準點與第二基準點形成固定基線，固定基線與每個監測點形成三角形，若干監測點對應的三角形構成固定基線組網；接收機獲取觀測數據，數據處理系統對觀測數據進行處理，并獲取超高層建筑的變形數據。進一步地，所述監測點設置在核心筒頂部位置，其數量為8-10個。進一步地，所述接收機的通道數為198，其可接收三個全球衛星導航系統、八頻點的數據。進一步地，所述全球衛星導航系統為GPS、BDS、GLONASS。進一步地，所述八頻點為L1、L2、L3；B1、B2、B3；G1、G2。進一步地，所述接收機的規格為GNSSCSCEC-HC-5。本申請還公開了一種基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測方法，使用上述超高層建筑高精度變形監測系統，其具體包括以下步驟：S1.根據超高層建筑的特點，設立監測系統第一基準點、第二基準點；S2.將監測點布置在超高層建筑的核心筒頂部位置；S3.將接收機安裝在第一基準點、第二基準點及監測點上；S4.測量超高層建筑的環境溫度及風速；S5.數據處理系統對接收機獲取的觀測數據進行處理，得到超高層建筑的變形數據。進一步地，在步驟S5中，所述數據處理包括以下步驟：S5-1.超高層建筑基準點坐標計算；S5-2.超高層建筑監測點坐標計算；S5-3.衛星定位高程測量；S5-4.超高層建筑受溫度影響的變形計算；S5-5.采用雙基站固定基線靜態新算法獲得超高層建筑變形趨勢；S5-6.計算超高層建筑的擺動幅度；S5-7.計算超高層建筑的振動頻率。本專利技術有益效果：本專利技術提供的一種基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統及監測方法，其設置合理，采用雙基站固定基線靜態新算法，實時對超高層建筑的變形進行監測，解決了監測環境差，超高層建筑物遮擋嚴重，同步觀測衛星數量少，觀測數據質量差，無法通過常規算法解算，不能獲取高精度變形數據的問題。附圖說明通過結合以下附圖所作的詳細描述，本專利技術的上述優點將變得更清楚和更容易理解，這些附圖只是示意性的，并不限制本專利技術，其中：圖1是本專利技術的結構示意圖；圖2是本專利技術之固定基線組網的示意圖；圖3所示為監測點單歷元E、N方向振動曲線；圖4是超高層建筑在南北方向的擺動幅度示意圖；圖5是超高層建筑在東西方向的擺動幅度示意圖；圖6是超高層建筑在南北方向的振動頻率示意圖；圖7是超高層建筑在東西方向的振動頻率示意圖；圖8是超高層建筑在高程方向的振動頻率示意圖。附圖中，各標號所代表的部件如下：1.第一基準點；2.第二基準點；3.固定基線；4.監測點；5.三角形；6.北斗衛星。具體實施方式下面結合具體實施例和附圖對本專利技術一種基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統及監測方法進行詳細說明。在此記載的實施例為本專利技術的特定的具體實施方式，用于說明本專利技術的構思，均是解釋性和示例性的，不應解釋為對本專利技術實施方式及本專利技術范圍的限制。除在此記載的實施例外，本領域技術人員還能夠基于本申請權利要求書和說明書所公開的內容采用顯而易見的其它技術方案，這些技術方案包括采用對在此記載的實施例的做出任何顯而易見的替換和修改的技術方案。本說明書的附圖為示意圖，輔助說明本專利技術的構思，示意性地表示各部分的形狀及其相互關系。請注意，為了便于清楚地表現出本專利技術實施例的各部件的結構，各附圖之間并未按照相同的比例繪制。相同的參考標記用于表示相同的部分。圖1至圖8是本專利技術所述一種基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統及監測方法的相關示意圖。一種基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統，如圖1所示，其包括北斗衛星6，其還包括距超高層建筑4-10km的第一基準點1，位于超高層建筑附近的第二基準點2，設置在超高層建筑上的若干監測點4，以及數據處理系統。基準點與監測點上設置有能夠接收北斗衛星定位信號的接收機；第一基準點1與第二基準點2形成固定基線3，固定基線3與每個監測點4形成三角形5，若干監測點4對應的三角形5構成固定基線組網，如圖2所示；接收機獲取觀測數據，數據處理系統對觀測數據進行處理，并獲取超高層建筑的變形數據。所述監測點設置在核心筒頂部位置，其數量為8-10個，用于超高層建筑的變形監測。在本申請中，所述接收機的規格為GNSSCSCEC-HC-5，其通道數為198，其可接收三個全球衛星導航系統、八頻點的數據。其中，所述全球衛星導航系統為GPS、BDS、GLONAS，所述八頻點為L1、L2、L3；B1、B2、B3；G1、G2。本專利技術還公開了一種基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測方法，使用上述超高層建筑高精度變形監測系統，其具體包括以下步驟：S1.根據超高層建筑的特點，設立監測系統第一基準點1、第二基準點2；S2.將監測點布置在超高層建筑的核心筒頂部位置；S3.將接收機安裝在第一基準點1、第二基準點2及監測點4上；S4.測量超高層建筑的環境溫度及風速；S5.數據處理系統對接收機獲取的觀測數據進行處理，得到超高層建筑的變形數據。在步驟S5中，數據處理包括以下步驟：S5-1.超高層建筑基準點坐標計算；具體地，利用第一基準點1、第二基準點2的觀測數據，選擇同時段北京、武漢、臺灣、拉薩等IGS站的觀測數據，采用GAMIT軟件，進行聯合解算，獲得兩基準站WGS框架下的地心坐標，并將其投影到500m平面，作為已知起始坐標，這個坐標是超高層建筑基準點坐標。S5-2.超高層建筑監測點坐標計算；具體地，將每個監測點4分別與第一基準點1、第二基準點2構成三角形5。每個三角形5進行了X、Y、Z三個方向坐標增量閉合差檢驗，即同步環閉合差檢驗，然后進行平差處理，計算出各個監測點4的三維坐標。S5-3.衛星定位高程測量；具體地，衛星定位測出的高程是相對于橢球面的高程，即大地高。大地高與海拔高之間存在高程異常。一般用水準測量測出基準點的海拔高，各測量點用衛星定位求出大地高，經高程異常改正得到海拔高，減去±0.000點高程，即可得到超本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統，包括北斗衛星，其特征在于，其還包括距超高層建筑4?10km的第一基準點，位于超高層建筑附近的第二基準點，設置在超高層建筑上的若干監測點，以及數據處理系統；基準點與監測點上設置有能夠接收北斗衛星定位信號的接收機；第一基準點與第二基準點形成固定基線，固定基線與每個監測點形成三角形，若干監測點對應的三角形構成固定基線組網；接收機獲取觀測數據，數據處理系統對觀測數據進行處理，并獲取超高層建筑的變形數據。

【技術特征摘要】
1.一種基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統，包括北斗衛星，其特征在于，其還包括距超高層建筑4-10km的第一基準點，位于超高層建筑附近的第二基準點，設置在超高層建筑上的若干監測點，以及數據處理系統；基準點與監測點上設置有能夠接收北斗衛星定位信號的接收機；第一基準點與第二基準點形成固定基線，固定基線與每個監測點形成三角形，若干監測點對應的三角形構成固定基線組網；接收機獲取觀測數據，數據處理系統對觀測數據進行處理，并獲取超高層建筑的變形數據。2.根據權利要求1所述基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統，其特征在于，所述監測點設置在核心筒頂部位置，其數量為8-10個。3.根據權利要求1所述基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統，其特征在于，所述接收機的通道數為198，其可接收三個全球衛星導航系統、八頻點的數據。4.根據權利要求3所述基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統，其特征在于，所述全球衛星導航系統為GPS、BDS、GLONASS。5.根據權利要求3所述基于北斗衛星的超高層建筑高精度變形監測系統，其特征在于，所述八頻點為L1、L2、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周予啟，過靜珺，黃勇，丁志剛，廖鋼林，周百勝，魏健，
申請(專利權)人：中建一局集團建設發展有限公司，北京華宸萬泰科技有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11