GPSや加速度計を用いた構造物の応答計測手法の改善

使用 GPS 和加速度计改进结构响应测量方法

• 批准号: 07F07760
• 负责人: 田村 幸雄
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo Polytechnic University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07760/
• 关键词: GPS; 風応答; 応答モニタリング; 加速度計; 応答変位; GPS記録; 加速度記答; 準静的成分; 共振成分; フィルター; イノズ除去; 風応答評価

今年度も昨年度からの継続研究課題として,実構造物の応答モニタリングを実施し,GPSによる強風時の風応答記録を収録を行い,データの蓄積を行った。前半の6ヶ月間は特別研究員の考案した種々のデータ解析手法を吟味,検討し,その発展を図った。後半の6ヶ月は,受入研究者(東京工芸大学,田村幸雄)およびその研究グループの研究者,ニューサウスウエールズ大学の研究者らとの議論を経て,より精度の高いデータ解析手法へと改善,発展させた。特別研究員の専門分野はシグナルプロセッシングの分野であり,研究代表者の専門分野である建築風工学の内容について専門的な議論を重ねることにより,他分野との融合を図ることができ,構造工学的見地,風工学的見地から考えた,最も適切な応答データ解析手法の検討を行うことができた。また,GPSだけでなく,同一の建物に設置された異なるセンサー(例えば,加速度計,速度計,もしくは新たに同期計測を開始した高精密傾斜計など)による観測データの合成による計測精度のさらなる高精度化について検討した。その際に,加速度または変位のいずれか,というように同種の量に変換することが必要となるため,データの効果的な合成を図るための変換モデルの開発を行うための調査を行った。先ず,加速度計の記録から変位データに変換した際に生ずるノイズの除去に関する新しい手法の検討を行った。この手法は,実験室レベルでの試験段階を経て,GPSと加速度計の相補的な特性を生かす手法である。例えば,加速度計の持つドリフト特性や重力が内在する振り子的な部分の静的成分や準静的成分に影響し,これらの計測結果に影響をもたらすが,GPS記録にはそれらの影響が現れないことが分かっている。そこで,GPSによる変位観測結果から,櫛形フィルタを用いて加速度を評価する試みが,特別研究員の手によって行われ,このデータ変換手法が適応型フィルタ技術を用いて改良された。

自去年以来，今年作为一个持续的研究主题，我们对实际结构进行了响应监测，使用GPS在强风中记录了风反应记录以及累积数据。在最初的六个月中，对特别研究人员设计的各种数据分析方法进行了研究，并研究了它们。在第二个六个月中，在与主持人研究人员（东京理工学院，塔穆拉·尤基（Tamura Yukio）），研究小组的研究人员以及新南威尔士大学的研究人员进行了讨论之后，数据得到了改进并发展为一种更准确的数据分析方法。专业研究人员的专业知识领域是信号处理领域，通过继续就建筑风工程的内容进行专业讨论，即研究人员的专业知识领域，可以将其与其他领域相结合，并从结构和风能工程的角度研究最适当的响应数据分析方法。此外，我们通过不仅与GP，而且还与安装在同一建筑物中的不同传感器相结合（例如，加速度计，速度计或高精度倾斜仪，新近开始同步测量值），研究了测量准确性的进一步提高。在这种情况下，有必要将相同数量转换为相同类型的数量，例如加速度或位移，因此我们进行了调查以开发一个转换模型以有效合成数据。首先，我们研究了一种新方法，用于消除将加速度计记录转换为位移数据时产生的噪声。该技术通过实验室测试阶段利用了GP和加速度计的互补特性。例如，众所周知，加速度计的漂移特性和重力会影响固有摆状部分的静态和准静态成分，并且这些测量结果不受影响，但GPS记录没有影响。因此，从使用GPS的位移观察结果中，尝试使用梳子过滤器评估加速度，并使用自适应滤波器技术改进了此数据转换方法。

项目成果

How hybrid GPS-based surveying techniques can further assist with structural design and construction

基于 GPS 的混合测量技术如何进一步协助结构设计和施工

• 发表时间: 2008
• 作者: KLIEN;Susanne;Li Xiaojing
• 通讯作者: Li Xiaojing