【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁测量，尤其涉及一种大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量系统及方法。
技术介绍
1、大型桥梁是重要的交通基础设施，在经济社会发展中发挥着重要的作用。大型桥梁在长期服役过程中，其承载能力、安全性和耐久性将逐渐难以满足运营要求，甚至发生灾害事故。因此，对其开展结构健康监测与评估是非常重要的。
2、桥梁线形能够直接反演其结构在各类荷载综合作用下的内力变化，是桥梁结构健康监测的重要
技术实现思路
。由于大型桥梁的跨度较大，影响其线形的主要因素包括环境温度、荷载等，因此对其线形的测量需同时兼顾精度、效率，以保证将环境温度的影响降低至最小。
3、现有的桥梁线形测量手段往往难以兼顾精度和效率，进而导致测量结果不够理想。因此，如何在桥梁线性测量过程中兼顾精度与效率，成为了亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量系统及方法，用以解决现有的桥梁线形测量手段往往难以兼顾精度和效率，进而导致测量结果不够理想的问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供一种大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量系统，包括：
3、测量单元，用于对测量车的三轴加速度、三维角速度向量、绝对位置坐标、前进速度及底盘离桥面的高度进行测量；
4、数据采集单元，用于按照时间顺序同步记录和存储所述测量单元的测量数据；
5、数据处理单元，用于基于所述数据采集单元中存储的测量数据进行桥梁线性测量。
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7、测量车，刚性固定在所述测量车的安装支架上的惯性测量单元、gnss接收机及天线、位移传感器和棱镜，刚性固定在所述测量车的车轮上的里程计，设置在目标桥梁起点和终点的预设控制点上的全站仪。
8、在一种可能的实现方式中，所述惯性测量单元包括三轴加速度计和三轴陀螺仪，用于测量所述测量车的三轴加速度和三维角速度向量；
9、所述gnss接收机用于测量所述测量车的绝对位置坐标；
10、所述里程计用于测量所述测量车前进速度；
11、所述位移传感器用于测量所述测量车的底盘离桥面的高度；
12、所述全站仪和所述棱镜用于测量所述测量车在目标桥梁起点和终点的位置坐标。
13、本专利技术还提供了一种基于上述大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量系统执行的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量方法，包括：
14、基于测量车在测量起点的高程值和所述测量车在测量路线上的三维位姿信息，确定第一高程序列；
15、基于所述测量车在测量终点的高程值和所述三维位姿信息，确定第二高程序列；
16、基于所述第一高程序列和所述第二高程序列，确定目标高程序列；
17、基于所述测量车在测量路线上车辆底盘相对于桥面的高度序列，对所述目标高程序列进行修正，得到目标桥梁的连续高程曲线。
18、在一种可能的实现方式中，所述基于所述测量车在测量路线上车辆底盘相对于桥面的高度序列，对所述目标高程序列进行修正，得到目标桥梁的连续高程曲线，包括：
19、基于所述测量车静止时车辆底盘相对于桥面的高度对所述高度序列进行修正，得到修正序列；
20、基于所述修正序列对所述目标高程序列进行修正，得到目标桥梁的连续高程曲线。
21、在一种可能的实现方式中，所述基于所述测量车静止时车辆底盘相对于桥面的高度对所述高度序列进行修正，得到修正序列，包括：
22、对所述高度序列中每个时间戳的高度数据与所述测量车静止时车辆底盘相对于桥面的高度进行差值运算，得到所述修正序列。
23、在一种可能的实现方式中，所述基于所述修正序列对所述目标高程序列进行修正，得到目标桥梁的连续高程曲线，包括：
24、对所述目标高程序列和所述修正序列中同一时间戳的高度数据进行差值运算，得到目标桥梁的连续高程曲线。
25、在一种可能的实现方式中，所述基于测量车在测量起点的高程值和所述测量车在测量路线上的三维位姿信息，确定第一高程序列，包括：
26、基于所述测量车在测量起点的高程值和所述测量车在测量路线上的三维姿态及里程值，确定所述第一高程序列。
27、在一种可能的实现方式中，所述基于所述测量车在测量起点的高程值和所述测量车在测量路线上的三维姿态及里程值，确定所述第一高程序列，包括：
28、基于以下公式确定所述第一高程序列：
29、
30、其中，表示所述测量车在处的高程值，表示所述测量车在测量起点的高程值，表示所述测量车在测量起点的里程值，表示所述测量车在处的里程值，表示所述测量车在处的俯仰角，表示单位时间内的里程增量值。
31、在一种可能的实现方式中，所述三维位姿信息和所述高度序列是以gnss秒脉冲为参考进行时间同步的。
32、本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量系统及方法，通过测量车的三轴加速度、三维角速度向量、绝对位置坐标、前进速度及底盘离桥面的高度进行桥梁线性测量，测量过程简单，从而可以保证测量效率，此外还通过测量车在测量路线上车辆底盘相对于桥面的高度序列补偿测量车运动过程中减震系统带来的震动位移，从而进一步提升了目标桥梁高程测量的准确性，本专利技术在实现桥梁高程测量的同时，既保证了测量效率，又保证了测量精度。
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1.一种大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量系统，其特征在于，所述测量单元包括：
3.根据权利要求2所述的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量系统，其特征在于，所述惯性测量单元包括三轴加速度计和三轴陀螺仪，用于测量所述测量车的三轴加速度和三维角速度向量；
4.一种基于权利要求1至3任一项所述的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量系统执行的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量方法，其特征在于，所述基于所述测量车在测量路线上车辆底盘相对于桥面的高度序列，对所述目标高程序列进行修正，得到目标桥梁的连续高程曲线，包括：
6.根据权利要求5所述的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量方法，其特征在于，所述基于所述测量车静止时车辆底盘相对于桥面的高度对所述高度序列进行修正，得到修正序列，包括：
7.根据权利要求5所述的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量方法，其特征在于
8.根据权利要求4所述的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量方法，其特征在于，所述基于测量车在测量起点的高程值和所述测量车在测量路线上的三维位姿信息，确定第一高程序列，包括：
9.根据权利要求8所述的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量方法，其特征在于，所述基于所述测量车在测量起点的高程值和所述测量车在测量路线上的三维姿态及里程值，确定所述第一高程序列，包括：
10.根据权利要求4至9任一项所述的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量方法，其特征在于，所述三维位姿信息和所述高度序列是以GNSS秒脉冲为参考进行时间同步的。
...【技术特征摘要】
1.一种大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量系统，其特征在于，所述测量单元包括：
3.根据权利要求2所述的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量系统，其特征在于，所述惯性测量单元包括三轴加速度计和三轴陀螺仪，用于测量所述测量车的三轴加速度和三维角速度向量；
4.一种基于权利要求1至3任一项所述的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量系统执行的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量方法，其特征在于，所述基于所述测量车在测量路线上车辆底盘相对于桥面的高度序列，对所述目标高程序列进行修正，得到目标桥梁的连续高程曲线，包括：
6.根据权利要求5所述的大型桥梁线形的北斗惯性组合快速测量方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈渠森，李昭，曾令侃，陈起金，牛小骥，姜卫平，
申请(专利权)人：湖北珞珈实验室，
类型：发明
国别省市：
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