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地基微波干涉雷达集成步进频率连续波技术、合成孔径雷达技术和干涉测量技术,采用非接触式的测量方式,获取实时的动态监测数据,成为变形监测领域一种新型监测技术。本文基于意大利IDS公司生产的地基干涉雷达IBIS系统展开相关研究工作,进行了系统综合性能测试、希尔伯特-黄变换理论研究及其在地基雷达数据处理中的应用研究。主要内容如下:1、IBIS系统综合性能测试。利用角反射器与螺旋测微器的组合装置模拟变形,检测IBIS系统测量精度,结果表明其精度优于亚毫米级。为保证IBIS系统监测精度,进一步研究仪器安置误差和大气因素误差的影响,利用实验与数据模拟的方法证明安置仪器时仰角、距离对观测精度的影响,并通过采集的气象数据,证明大气因素对观测结果存在影响,需要应用大气参数模型对观测结果进行改正。2、IBIS系统动态监测应用。采用IBIS系统对某高速铁路桥梁进行了形变动态测量研究,对简支箱梁、大跨度的连续现浇梁、桥墩及声屏障等桥梁关键结构进行多期的测量,获得了测量对象的动态位移序列。此外,应用IBIS系统完成了通州燃灯古塔的监测项目,设计了对高耸建筑的监测方案和数据处理方法。结合桥梁监动态监测方案总结了完整的IBIS动态监测体系。3、基于希尔伯特—黄变换(HHT)理论,针对地基雷达IBIS系统所获取的非线性、非稳态的振动信号,进行了分析研究:(1)经验模态分解(EMD)振动信号重构。针对动态测量结果受到高频噪声的影响,采用具有自适应性信号处理方法EMD对地基雷达原始信号进行降噪处理。将原始信号分解为由高频至低频的一系列本征模态函数(IMF),利用相关系数判定噪声界限,将各IMF重构成为噪声序列、周期序列和趋势序列。与原始信号相比,重构的周期序列可以更精确反映建筑物的振动细节和周期变化。(2)HHT模态参数识别。为获得高速铁路桥梁在列车激励作用下的有载频率,应用HHT理论将原始信号分解为表示振动响应的本征模态函数(IMF),通过Fourier频谱图考察振动响应的主模态,利用随机减量技术(RDT),提取主模态振动响应中的确定性信号并进行Hilbert变换,进而识别在激励作用下建筑物振动的固有频率。在地基雷达数据处理过程中,与HHT理论进行有机结合,可以有效的剔除噪声影响,获取真实的位移数据,精确识别建筑物模态参数,为建筑物的健康评估提供科学、准确的依据,从而证明了将HHT理论应用于处理地基雷达数据具有良好的适用性。