地基SAR橋梁監(jiān)測理論與方法

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 問題的提出 1
1.2 GB-SAR技術(shù)的發(fā)展歷程 2
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4
1.3.1 GB-SAR關(guān)鍵技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4
1.3.2 GB-SAR技術(shù)橋梁監(jiān)測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 8
1.4 GB-SAR技術(shù)橋梁監(jiān)測存在的問題 10
1.5 本書的結(jié)構(gòu) 11
參考文獻(xiàn) 11
第2章 GB-SAR原理 16
2.1 SAR技術(shù) 16
2.2 干涉測量技術(shù) 19
2.3 SFCW技術(shù) 20
2.4 GB-SAR系統(tǒng)介紹 21
2.4.1 GB-SAR常見系統(tǒng) 21
2.4.2 IBIS雷達(dá)系統(tǒng)介紹 23
2.4.3 Fast-GBSAR系統(tǒng)介紹 25
參考文獻(xiàn) 28
第3章 GB-SAR性能測試 30
3.1 角反射器介紹 30
3.1.1 角反射器的分類 30
3.1.2 角反射器的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀 31
3.2 IBIS-S緩慢形變精度分析 32
3.2.1 方案設(shè)計(jì) 33
3.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 33
3.3 IBIS-S測量誤差分析 36
3.3.1 儀器安置誤差 36
3.3.2 大氣因素影響 39
參考文獻(xiàn) 43
第4章 GB-SAR大氣參數(shù)改正 44
4.1 GB-SAR電磁波大氣折射原理 44
4.1.1 對流層大氣空間特性 45
4.1.2 對流層電磁波大氣折射原理 45
4.2 微波波段大氣折射改正方法 47
4.2.1 微波波段大氣折射相位計(jì)算原理 47
4.2.2 微波波段大氣折射改正方法分析 48
4.2.3 微波大氣折射效應(yīng)監(jiān)測 49
4.3 Essen-Froome模型 52
4.3.1 Essen-Froome模型理論推導(dǎo) 52
4.3.2 氣象擾動(dòng)機(jī)理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 54
4.3.3 北京市氣象規(guī)律分析與揭示 62
4.4 顧及雷達(dá)波傳輸距離的Essen-Froome大氣參數(shù)優(yōu)化改正投影模型 65
4.4.1 顧及雷達(dá)波傳輸距離的大氣參數(shù)優(yōu)化改正投影模型構(gòu)建 65
4.4.2 雷達(dá)監(jiān)測精度與距離分析 66
4.4.3 橋梁模型驗(yàn)證 74
參考文獻(xiàn) 83
第5章 GB-SAR信號(hào)降噪 84
5.1 希爾伯特-黃變換 84
5.1.1 希爾伯特-黃變換原理 85
5.1.2 希爾伯特-黃變換應(yīng)用 89
5.2 RDT-EEMD信號(hào)降噪 92
5.2.1 隨機(jī)減量技術(shù)原理 92
5.2.2 集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解 94
5.2.3 實(shí)驗(yàn)與分析 96
5.3 W-ESMD二級(jí)信號(hào)降噪 103
5.3.1 W-ESMD降噪方法原理 103
5.3.2 W-ESMD降噪方法應(yīng)用與分析 107
5.4 MF-ESMD二級(jí)信號(hào)降噪 112
5.4.1 MF-ESMD降噪方法原理 112
5.4.2 仿真實(shí)驗(yàn)與分析 115
5.4.3 實(shí)際應(yīng)用與分析 118
5.5 SOBI信號(hào)降噪 122
5.5.1 改進(jìn)的SOBI降噪方法原理 123
5.5.2 降噪模型實(shí)驗(yàn)與分析 125
參考文獻(xiàn) 131
第6章 GB-SAR橋梁損傷識(shí)別 135
6.1 基于直接插值法的橋梁損傷識(shí)別 135
6.1.1 ESMD模態(tài)分解 135
6.1.2 ESMD時(shí)-頻分析 136
6.1.3 ESMD與HHT方法比較 138
6.2 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)隨機(jī)子空間的橋梁損傷識(shí)別 141
6.2.1 子空間正交投影理論 141
6.2.2 Hankel矩陣構(gòu)建與SVD分解 142
6.2.3 卡爾曼濾波狀態(tài)序列及模態(tài)參數(shù)識(shí)別 143
6.2.4 模態(tài)階數(shù)估計(jì) 144
參考文獻(xiàn) 148
第7章 GB-SAR在城市橋梁監(jiān)測中的應(yīng)用 149
7.1 監(jiān)測環(huán)境簡介 149
7.2　監(jiān)測方法概述 150
7.2.1　TLS獲取潛在損傷區(qū) 151
7.2.2 基于時(shí)間序列位移的地基微波干涉損傷檢測 152
7.2.3 PS-InSAR損傷分析 153
7.3　監(jiān)測結(jié)果與討論 154
7.3.1　橋梁形變結(jié)果與分析 154
7.3.2 損傷檢測分析與探討 156
7.3.3 沉降分析與討論 159
7.4 結(jié)論 162
參考文獻(xiàn) 163
第8章 GB-SAR在鐵路橋梁監(jiān)測中的應(yīng)用 165
8.1 鐵路橋梁動(dòng)態(tài)監(jiān)測 165
8.1.1 測試目的和內(nèi)容 165
8.1.2 技術(shù)路線和具體流程 165
8.1.3 1/4跨點(diǎn)豎向位移動(dòng)態(tài)監(jiān)測 167
8.1.4 梁跨中點(diǎn)橫向位移動(dòng)態(tài)監(jiān)測 170
8.2　聲屏障測試分析 174
8.2.1　測試目的和內(nèi)容概述 174
8.2.2 聲屏障橫向位移 175
8.2.3　墩、梁、聲屏障橫向位移監(jiān)測 178
8.3 雨棚豎向位移監(jiān)測 183
8.3.1 測試目的和內(nèi)容 183
8.3.2 技術(shù)路線和具體流程 183
8.3.3 實(shí)驗(yàn)與分析 184
8.4 結(jié)論 187
第9章 GB-SAR在古代橋梁監(jiān)測中的應(yīng)用 189
9.1 古代橋梁與數(shù)據(jù)采集 189
9.1.1 趙州橋簡介 189
9.1.2 地基微波干涉法 190
9.1.3　動(dòng)態(tài)時(shí)間序列位移采集 191
9.2 橋梁損傷評(píng)估方法 191
9.2.1 時(shí)間序列位移的ESMD方法 192
9.2.2 瞬時(shí)頻率直接內(nèi)插算法 193
9.2.3 瞬時(shí)振動(dòng)分析步驟 195
9.3 結(jié)果與分析 195
9.3.1 地基微波干涉法的時(shí)間序列位移結(jié)果 195
9.3.2 IMF分解與分析 197
9.3.3 時(shí)頻分析結(jié)果 201
9.3.4 討論 206
9.4 結(jié)論 207
參考文獻(xiàn) 208
第10章 總結(jié)與展望 210
10.1 總結(jié) 210
10.2 展望 212
參考文獻(xiàn) 212