20世紀(jì)橋梁工程領(lǐng)域的成就不僅體現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展和大跨度索支承橋梁的建造以及對超大跨度橋梁的探索，而且反映了人們對橋梁結(jié)構(gòu)實施智能控制和智能監(jiān)測的設(shè)想與努力。近20年來橋梁抗風(fēng)、抗震領(lǐng)域的研究成果以及新材料新工藝的開發(fā)推動了大跨度橋梁的發(fā)展:同時，隨著人們對大型重要橋梁安全性、耐久性與正常使用功能的日漸關(guān)注，對重要的大型橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性、整體性、耐久性的監(jiān)測以確保其安全正常運(yùn)營己經(jīng)成為一個倍受關(guān)注的重要課題，橋梁健康監(jiān)測的研究與監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)運(yùn)而生。橋梁健康監(jiān)測，即通過對橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)測與評估，為大橋在特殊氣候，特殊交通條件下或運(yùn)營狀況嚴(yán)重異常時觸發(fā)預(yù)等信號，分析評估橋梁使用壽命，并為橋梁的養(yǎng)護(hù)、維修與管理決策，驗證橋梁設(shè)計理論，改進(jìn)橋梁設(shè)計方法和相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)的依據(jù)。
傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，主要是以布設(shè)傳統(tǒng)的傳感器元件為主，如:加速度傳感器、電阻應(yīng)變片和溫度傳感器等。近年來，隨著全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)技術(shù)和軟件處理技術(shù)尤其是GPS衛(wèi)星信號解算精度的提高，可以實現(xiàn)實時、高動態(tài)、高精度位移測量，其靜態(tài)測量精度可以達(dá)到亞毫米級，實時動態(tài)測量精度也可達(dá)亞厘米級，采樣率最高可以達(dá)到20Hz，為大型結(jié)構(gòu)物實時安全性監(jiān)測提供了條件。
本文首先用GPS對大連北大橋進(jìn)行實時動態(tài)監(jiān)測，然后采用Mat}ab信號處理工具箱設(shè)計了一個9階巴特沃斯Butterworth帶通濾波器，對結(jié)構(gòu)的振動時程曲線進(jìn)行了濾波，將過濾后的信號按FFT(快速傅立葉變換)法進(jìn)行頻譜分析，便可得到橋梁結(jié)構(gòu)的自振頻率，并與Ansys有限元模態(tài)分析數(shù)值解進(jìn)行對比，最后將監(jiān)測橋梁自振頻率的GPS傳感器法與傳統(tǒng)的加速度計傳感器法進(jìn)行對比。
