抗差卡尔曼滤波在桥梁索塔变形监控中的应用

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1、河海大学硕士学位论文抗差卡尔曼滤波在桥梁索塔变形监控中的应用姓名：李希峰申请学位级别：硕士专业：大地测量学与测量工程指导教师：岳东杰20060501摘要大型桥梁建设目前已经进入前所未有的阶段，安全监控的方法、监控数据的处理及监控的评价分析，对保障大桥的安全显得十分重要。索塔整个桥梁建设与运行期起关键作用，如在施工期或运营期监控不当，会危及整个桥梁的安全，带来巨大损失，因此必须选择有效的监控方法。本文针对桥梁索塔监控中的实际问题，就抗差卡尔曼滤波在桥梁监控中的应用进行研究，并结合苏通长江公路大桥索塔监控进行分析研究。主要内容如下

2、：概述了桥梁索塔监控的必要性、常用的监控技术及其误差分析和减弱误差影响的措施。介绍了监控数据的特点，常用的监控数据处理方法。研究了卡尔曼滤波模型的建立方法及其初始值的确定，通过实例分析验证了它在监控数据处理方面具有一定的优势，但不能有效处理粗差。本文在稳健估计原理的基础上，推导出抗差卡尔曼滤波的递推方程，并给出抗差卡尔曼滤波的计算步骤和程序设计。然后将其应用于桥梁监控点的数据处理，通过建立合理的数学模型能有效判断粗差的位置，达到抵抗粗差的目的。将其应用于桥梁索塔高程控制网的动态处理，通过比较单期平差和抗差卡尔曼滤波联合处理的结

3、果，可以看出抗差卡尔曼滤波处理的有效性。结合苏通大桥索塔塔柱中心监控数据的特点，建立抗差卡尔曼滤波模型，对索塔实测监控数据进行处理，并将预报值和施工控制预偏值进行比较，吻合良好，在施工要求的允许范围内，可以通过得到的信息对索塔进行实时控制。以上研究表明，采用抗差卡尔曼滤波对索塔监控数据进行处理，结果能满足实际要求。同时也克服了其它数据处理模型的不足，具有很好的实用价值。关键词：抗差卡尔曼滤波大气折光动态监控模型动态水准网监控数据索塔误差分析AbstractNowadayslarge·scalebridgeconstructio

4、nhasbeeninthestagewhichdosenotexistbefore．Themetllodsofsafetymonitor、thetechniqueofdatasolutions、appreciationa11danalysisofmonitoLItisimponanttopmtectthesafetyofbridge．Thecablefoweristhekeyof、vholebridge．Ifthetreatingmet上lodofmonitordatainconStmctionstateoroperation

5、stateisnotproper，largelosswillbecomeout．Soweshouldchoosepropermonitormethod．Thep叩eragainsttheprac“calproblemsinbridgecablemonitor，studiesrobustestimateofKalmannlteringinbridgemonitoringandanalysisthecabletowerofSu—tongbridgemonitoring．Themaincontainsasfollows：Summar

6、izingthenecessityofbridgecabletowermonitoring、thegeneralmaintechnique、erroranalysisandfademeasures．Studyingthecharactersofmonitordatasolution，t11emethodofestab】ishingKalmanfilteringmodelaJldtheconfimationofinitialValue．Throughexample，ithassomepredominanceindatatreat

7、ing．Thispaperbasesonrobustestimate，d^vesrecurrenceequationsandgivesthecalculationprocedure．ARerestablishingefrectivedatas01utionmodels，itcanidentifythesituationoferror．Itcanbeusedinbridgemonitorpoints，wecancomparetheresultswiththemethodsoftime-seriesandwaVelet．Thepr

8、ecisionisveryhigh．Theweuse“inbridgecabletowerdataofaltitudecontr01network．rIkatingitinsingleadjustmemand血ewholenetadjustment．wecanseeittha