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摘 要：利用卫星导航技术，论述了简支桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等不同类型桥梁的GNSS监测点布设方案，使之能够完整地反映桥梁关键点的形变状况，及早发现桥梁可能存在的安全隐患，为桥梁管理者提早采取相应措施提供了依据。另外，该文还阐述了对桥梁GNSS监测点信号数据的测试方案和步骤，为工程人员较为方便地找到符合要求的监测点提供了简单易行的方法。该布点和监测点信号检测方案已运用于我国多座不同类型的桥梁，实践证明，该方案取得了较好的桥梁健康安全监测效果，具有较大的实用和推广价值。
关键词：桥梁 卫星导航 监测点 信号测试
中图分类号：P642.22；P228.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）07（b）-0049-02
近年来，我国在修路筑桥方面增加了大量的人力、物力和财力投入，加快桥梁等基础设施建设，各种斜拉桥、悬索桥等大跨度的桥梁相继出现，使我国一跃成为世界桥梁大国。庞大的基数和快速的发展，带来了很多事故风险和桥梁安全监测的需求。国内外不断发生的桥梁垮塌事故，引起了人们对桥梁工作状态的日益重视。以哈尔滨阳明滩大桥为例，该桥在建成后不到一年垮塌，除了建筑质量原因外，未采取形变监测措施也是没有提早发现隐患的原因。
建设高效的桥梁监测系统，可以减少因桥梁安全问题引起的交通事故带来的经济损失，还可以减少传统方式对桥梁进行检测和维修时不必要的浪费，更可以减少桥梁坍塌直接造成的经济损失。卫星定位系统自投入民用后，已逐步在桥梁等精密工程测量中应用。正是因为它在静态相对定位中的高精度、高效益、全天候、不需通视等优点，使人们普遍采用其来代替常规的三角、三边、边角等方法，并在理论、实践中取得了可喜的成果。该文即是探讨GNSS监测点在不同类型桥梁的布设方案，并提出了监测点信号的测试步骤，为监测点的选点提供了解决方案。
1 各类桥梁监测站点的布设
由于各类桥梁的结构不同，其相应的监测点的布设也有所不同，该文提出的解决方案分述如下。
1.1 简支桥监测站点的布设
简支桥是最为常见的桥梁之一，如昆明会阿线上的南盘江特大桥与楚雄南永线上的三潭3号大桥等。其力学结构相对简单，布设控制点的过程中需要结合桥下地质地形及交通情况，将监测点布置在安全隐患相对突出的桥跨，设于桥面不易损坏的边缘位置，如图1所示。
1.2 拱桥监测站点的布设
对于跨径较小的实腹式石拱桥，基础情况较好时可只在拱顶部位设一个监测点，对于空腹式石拱桥和混凝土双曲拱桥，需在拱顶和两个拱脚对应桥面位置分别安设监控点，如图2所示。
对跨径较大的中承式拱桥，根据拱桥的受力特点，为反映大桥位移和振动特性，主要监测点设于拱顶、拱腰和拱脚附近（桥面与拱轴相交处）两侧对称安置两个监测点，全桥共10个监测点，如图3所示。
其中，拱顶监测点布设在两榀拱肋顶点分别安设一个监控点。拱腰监测点布设在两榀拱肋1/4处对称设置两个监测点。拱脚附近（桥面相交处）设在桥面对应处两侧分别设置监测点。
拱桥监测站点的布设典型应用桥梁有迪庆西景线上的松园桥、丽江华兰线上的金安桥等。
1.3 斜拉桥监测站点的布设
斜拉桥一般由斜拉索、塔柱和主梁及桥墩、桥台组成，如，迪庆尼其线上的其春桥、武汉白沙洲长江大桥等。可只在板梁、各个受力部位设一个监测点，全桥至少10个站点，如图4所示。
1.4 悬索桥监测站点的布设
悬索桥一般由主缆、吊索、索夹、索鞍和塔、梁组成，如，临沧西景线上的澜沧江桥。可只在板梁、各个受力部位设一个监测点，全桥至少10个站点，如图5所示。
2 数据测试方案
为保证每个北斗监测点数据稳定性，在建站之前必须进行信号测试，如点位不满足数据质量指标要求，则就近移动点位。
如对于斜拉索桥梁，拉索比较密集，出现了目视的部分遮挡。针对此情况，则需做出以下检测方法，以研究遮挡是否影响监测站点的正常运行，检测步骤如下。
（1）使用测地通软件对各点的卫星信噪比进行获取和截图，以查看是否能及时地正常参与软件的解算。要求L1通道卫星信号质量3个以上高于45db，L2通道卫星信号质量3个以上高于35 db。
（2）在同轴电缆铺设完成到机柜位置后，安装接收机，切换至静态模式，同时获取5台接收机4个小时的同一时间段内的卫星原始数据，保存在接收机中，人工获取这部分数据，以其中的跨中无任何遮挡的监测点临时设置为基站，进行后处理查看是否能够正常解算，且保存txt格式数据，以查看各点变形量。要求各点解算正常，无明显跳变现象。
（3）将获取的卫星原始二进制数据转换为RINEX格式，然后通过TEQC软件观测文件的质量，运行后生成多个结果文件，可以查看数据的采集时间长度、数据采样率、观测期间多路径影响（L1，L2）、周跳、信噪比、观测能力。要求：仪器的数据利用率超过90%。
3 结语
该文对不同类型桥梁GNSS监测点的布设提出了解决方案，并对各监测点信号测试阐述了测试步骤。该方案已运用于我国多座各种类型桥梁GNSS监测点的选点，可达到较好的桥梁安全监测效果。同时，该方案还可推广到大坝、尾矿库、滑坡、地表沉降等精密工程GNSS监测点的选点，具有较大的实用价值。
参考文献
[1] 董学智，李胜，李爱民.变形监测技术在桥梁监测中的应用[J].四川测绘，2012（1）：13-15.
[2] 孙孝婷.GPS在桥梁结构健康监测系统中的应用[J].科技转让集锦，2014（16）：142-143.
[3] 曹诗荣.大型桥梁挠度变形监测方法的分析[J].地理空间信息，2010，8（2）：137-139.
[4] 于金良，杨东升.高墩大跨连续刚构桥梁长期健康监测研究[J].筑路机械与施工机械化，2012，29（8）：72-74.
[5] 安庆，李岩，张婷婷.桥梁安全监护系统设计与应用[J].城市勘测，2016（1）：11-15.
[6] 赵正林.有关GPS在桥梁变形监测中的应用[J].黑龙江科技信息，2012（13）：88.
[7] 陈振伟.GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用分析[J].黑龙江科技信息，2016（7）：271.
[8] 吴焕琅.基于高精度北斗定位的桥梁形变监测[J].单片机与嵌入式系统应用，2013（11）：78-81.
关键词：桥梁 卫星导航 监测点 信号测试
中图分类号：P642.22；P228.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）07（b）-0049-02
近年来，我国在修路筑桥方面增加了大量的人力、物力和财力投入，加快桥梁等基础设施建设，各种斜拉桥、悬索桥等大跨度的桥梁相继出现，使我国一跃成为世界桥梁大国。庞大的基数和快速的发展，带来了很多事故风险和桥梁安全监测的需求。国内外不断发生的桥梁垮塌事故，引起了人们对桥梁工作状态的日益重视。以哈尔滨阳明滩大桥为例，该桥在建成后不到一年垮塌，除了建筑质量原因外，未采取形变监测措施也是没有提早发现隐患的原因。
建设高效的桥梁监测系统，可以减少因桥梁安全问题引起的交通事故带来的经济损失，还可以减少传统方式对桥梁进行检测和维修时不必要的浪费，更可以减少桥梁坍塌直接造成的经济损失。卫星定位系统自投入民用后，已逐步在桥梁等精密工程测量中应用。正是因为它在静态相对定位中的高精度、高效益、全天候、不需通视等优点，使人们普遍采用其来代替常规的三角、三边、边角等方法，并在理论、实践中取得了可喜的成果。该文即是探讨GNSS监测点在不同类型桥梁的布设方案，并提出了监测点信号的测试步骤，为监测点的选点提供了解决方案。
1 各类桥梁监测站点的布设
由于各类桥梁的结构不同，其相应的监测点的布设也有所不同，该文提出的解决方案分述如下。
1.1 简支桥监测站点的布设
简支桥是最为常见的桥梁之一，如昆明会阿线上的南盘江特大桥与楚雄南永线上的三潭3号大桥等。其力学结构相对简单，布设控制点的过程中需要结合桥下地质地形及交通情况，将监测点布置在安全隐患相对突出的桥跨，设于桥面不易损坏的边缘位置，如图1所示。
1.2 拱桥监测站点的布设
对于跨径较小的实腹式石拱桥，基础情况较好时可只在拱顶部位设一个监测点，对于空腹式石拱桥和混凝土双曲拱桥，需在拱顶和两个拱脚对应桥面位置分别安设监控点，如图2所示。
对跨径较大的中承式拱桥，根据拱桥的受力特点，为反映大桥位移和振动特性，主要监测点设于拱顶、拱腰和拱脚附近（桥面与拱轴相交处）两侧对称安置两个监测点，全桥共10个监测点，如图3所示。
其中，拱顶监测点布设在两榀拱肋顶点分别安设一个监控点。拱腰监测点布设在两榀拱肋1/4处对称设置两个监测点。拱脚附近（桥面相交处）设在桥面对应处两侧分别设置监测点。
拱桥监测站点的布设典型应用桥梁有迪庆西景线上的松园桥、丽江华兰线上的金安桥等。
1.3 斜拉桥监测站点的布设
斜拉桥一般由斜拉索、塔柱和主梁及桥墩、桥台组成，如，迪庆尼其线上的其春桥、武汉白沙洲长江大桥等。可只在板梁、各个受力部位设一个监测点，全桥至少10个站点，如图4所示。
1.4 悬索桥监测站点的布设
悬索桥一般由主缆、吊索、索夹、索鞍和塔、梁组成，如，临沧西景线上的澜沧江桥。可只在板梁、各个受力部位设一个监测点，全桥至少10个站点，如图5所示。
2 数据测试方案
为保证每个北斗监测点数据稳定性，在建站之前必须进行信号测试，如点位不满足数据质量指标要求，则就近移动点位。
如对于斜拉索桥梁，拉索比较密集，出现了目视的部分遮挡。针对此情况，则需做出以下检测方法，以研究遮挡是否影响监测站点的正常运行，检测步骤如下。
（1）使用测地通软件对各点的卫星信噪比进行获取和截图，以查看是否能及时地正常参与软件的解算。要求L1通道卫星信号质量3个以上高于45db，L2通道卫星信号质量3个以上高于35 db。
（2）在同轴电缆铺设完成到机柜位置后，安装接收机，切换至静态模式，同时获取5台接收机4个小时的同一时间段内的卫星原始数据，保存在接收机中，人工获取这部分数据，以其中的跨中无任何遮挡的监测点临时设置为基站，进行后处理查看是否能够正常解算，且保存txt格式数据，以查看各点变形量。要求各点解算正常，无明显跳变现象。
（3）将获取的卫星原始二进制数据转换为RINEX格式，然后通过TEQC软件观测文件的质量，运行后生成多个结果文件，可以查看数据的采集时间长度、数据采样率、观测期间多路径影响（L1，L2）、周跳、信噪比、观测能力。要求：仪器的数据利用率超过90%。
3 结语
该文对不同类型桥梁GNSS监测点的布设提出了解决方案，并对各监测点信号测试阐述了测试步骤。该方案已运用于我国多座各种类型桥梁GNSS监测点的选点，可达到较好的桥梁安全监测效果。同时，该方案还可推广到大坝、尾矿库、滑坡、地表沉降等精密工程GNSS监测点的选点，具有较大的实用价值。
参考文献
[1] 董学智，李胜，李爱民.变形监测技术在桥梁监测中的应用[J].四川测绘，2012（1）：13-15.
[2] 孙孝婷.GPS在桥梁结构健康监测系统中的应用[J].科技转让集锦，2014（16）：142-143.
[3] 曹诗荣.大型桥梁挠度变形监测方法的分析[J].地理空间信息，2010，8（2）：137-139.
[4] 于金良，杨东升.高墩大跨连续刚构桥梁长期健康监测研究[J].筑路机械与施工机械化，2012，29（8）：72-74.
[5] 安庆，李岩，张婷婷.桥梁安全监护系统设计与应用[J].城市勘测，2016（1）：11-15.
[6] 赵正林.有关GPS在桥梁变形监测中的应用[J].黑龙江科技信息，2012（13）：88.
[7] 陈振伟.GPS技术在道路桥梁工程测量中的应用分析[J].黑龙江科技信息，2016（7）：271.
[8] 吴焕琅.基于高精度北斗定位的桥梁形变监测[J].单片机与嵌入式系统应用，2013（11）：78-81.