在设计桥梁时,各种载荷(如最大交通量、最大风力等)一般都事先假定,然而在运营阶段实际的载荷往往和假定的值不一致,有时实际载荷会超过设计的最大载荷,这就必须对桥梁进行长期的健康监测才可以保证桥梁的安全运营。目前,传统的监测工具有位移传感器、加速度计、倾斜传感器、激光干涉仪、全站仪、精密水准仪等,这些方法都有一定的成效但也存在许多不足之处。近年来,由于GPS技术的不断发展,尤其是RTK技术,其接收机采样率已达到10-20Hz,定位精度达到厘米甚至毫米级,这使GPS用于桥梁的监测成为了可能。而且GPS用于桥梁监测具有不受气候的影响,可以全天候自动测量,能够实时提供定给结果(RTK),方便地实现各测点的时间同步等优点。本文以建设部专题项目“大型桥梁结构安全检测方法及系统研究”为背景,结合南浦大桥GPS监测试验,对GPS在桥梁监测应用中的一些重要问题进行了较深入的研究。首先介绍南浦大桥试验的情况,包括试验方案、采样率、观测模式、GPS测点分布、数据解算方法、桥梁坐标系统(BCS)的建立与相应的坐标转换以及数据的质量控制等内容。然后,针对变形监测的特点,对双频GPS单历元算法进行了分析与总结,提出了三种单历元算法,程序实现各自算法并结合实例说明了各自算法的有效性和实用性,同时对其中两种算法存在的缺陷进行了分析与改进。接着,研究了影响GPS监测精度的主要误差多路径效应的特性,发现其有很强的周日重复性,在此基础上引入了自适应滤波技术(AdaptiveFiltering)提取多路径效应,另外利用小波技术的分解和重构,对数据进行测量噪声和结构振动信号的分离。最后,对数据进行质量分析以及对桥梁的静态和动态成分的分析。通过对以上内容的研究和分析,取得了一些可喜的成果,进一步证实了GPS在桥梁监测应用中的可行性,同时为本课题发展进一步的GPS在线监测系统打下了一定的基础。