全球定位系统(GPS)在工程结构振动频率检测中的应用

Potential of global positioning system(GPS) to measure frequencies of oscillations of engineering structures

全球定位系统(GPS)已成功应用于测量长吊桥和高层建筑等长大建筑物的位移,并获得它们的模态频率,获取频率通常能达到1Hz,但有证据表明,使用高频GPS接收机可以实现更高频率的监测。利用计算机进行实验,分别观察在1个和3个自由度情况下GPS的应用潜力,首先记录仪器处于高频状态时在振动物体(≥5 mm)上的应用,仪器在最低分辨率水平上频率至少要达到4Hz;其次,找出以上所有实验频率中的主频。数据处理采用最小二乘法为基础的频谱分析,并用小波技术对整个时间序列进行分析,该技术在时限过短或者频率和时间域差别很小时仍然能够得出结果。以两座振动监测比较严格(1-4Hz)的桥梁为例,对GPS在工程结构振动频率监测中的应用作了详细的阐述。这项研究的结论表明,即使建筑物受风力、交通、地震等因素的影响位移过大时,GPS仍然可以对建筑物的振动进行监测。通过GPS在建筑物振动监测上的应用研究,建筑物位移的监控范围变得更宽。