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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.18.2004.tde-29052006-170441
Document
Author
Full name
Ana Paula Camargo Larocca
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2004
Supervisor
Committee
Schaal, Ricardo Ernesto (President)
Calil Junior, Carlito
Fonseca Junior, Edvaldo Simões da
Hanai, Joao Bento de
Netto, Nicola Pacileo
Title in Portuguese
O uso do GPS como instrumento de controle de deslocamentos dinâmicos de obras civis - aplicação na área de transportes
Keywords in Portuguese
deslocamentos dinâmicos
deslocamentos milimétricos
freqüência L1
GPS
monitoramento de estruturas
passarelas
ponte estaiada
ponte suspensa
Abstract in Portuguese
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de metodologia para avaliar a utilização do Sistema de Posicionamento Global (GPS) como ferramenta de pesquisa no estudo do comportamento dinâmico de obras viárias. Para ser caracterizado como um instrumento de medição, foi estudada a potencialidade de um método, que se fundamenta numa forma específica de coleta e processamento de dados GPS; análise dos resíduos resultantes do processamento da dupla diferença de fase e aplicação de análise espectral para filtragem de informações indesejáveis (multicaminhamento dos sinais GPS). A coleta envolve um oscilador eletro-mecânico, especialmente projetado, que permite calibrar as medidas de amplitude e freqüência das oscilações mensuráveis pela obra sob teste. Inúmeros experimentos foram realizados em ambientes de reflexões e difrações variáveis e com diversos tipos de receptores e antenas GPS. Alguns ensaios foram realizados utilizando, simultaneamente, equipamentos como transdutores de deslocamento, acelerômetros e estações totais. Comparando os resultados obtidos, mesmo com valores prescritos em normas e códigos, afirma-se que o GPS, sob o método de coleta de dados testado, é um instrumento confiável para detecção e caracterização do comportamento dinâmico de estruturas, apresentado confiabilidade para as medições realizadas, da ordem de décimos de milímetro. Quanto à detecção das freqüências, as mais baixas ficam comprometidas pela presença do multicaminhamento e as mais elevadas têm a detecção limitada pela máxima taxa de coleta dos receptores (Lei de Nyquist)
Title in English
The use of GPS as control instrument of dynamic displacements of civil structures
Keywords in English
cable-stayed bridge
dynamic displacements
footbridge
GPS
millimetric displacements
monitoring of structures
single receiver
suspension bridge
Abstract in English
This work presents the development of a methodology to appraise the use of Global Positioning System (GPS) as a tool for researching of dynamic behavior of road transport structures. To be characterized as an instrument for measuring it was studied the potentiality of one method which includes a specific mode of GPS data collection; analyses of double difference phase residuals and application of spectral analyses and filtering for excluding undesirable information (multipath). The GPS data collected applies an electro-mechanical oscillator, specially built for that, which permits to calibrate the measures of frequency and amplitude of structure’s oscillations under dynamic load test. Several field tests were carried out in vicinities with high and low capacity of causing signal reflections and diffractions and with different types of GPS receivers and GPS antennas. A couple of fields were carried out using, at the same time, transducers of displacement, accelerometers and total stations. Comparing these results obtained even with values of codes, it is affirmed that GPS, under the data collection method tested, it is a trustworthy instrument for detection and characterization of dynamic behavior of structures, presenting reliability of measures ranging around tenths of millimeters. The very low frequencies are highly degraded by multipath and very high frequencies have its detection limited by the receiver data rate (Theorem’s Nyquist)
 
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Publishing Date
2006-05-30
 
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