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龙图腾网获悉湖南大学申请的专利基于微波形变雷达的桥梁结构监测方法及装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120831071B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511333038.5，技术领域涉及：G01B15/00；该发明授权基于微波形变雷达的桥梁结构监测方法及装置是由冀伟;邓露;曹然设计研发完成，并于2025-09-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于微波形变雷达的桥梁结构监测方法及装置在说明书摘要公布了：本发明提供一种基于微波形变雷达的桥梁结构监测方法及装置，涉及桥梁结构监测技术领域，本发明通过微波形变雷达获取桥梁结构多点三维位移数据，并结合温度信息进行热膨胀伪位移补偿与多点空间平滑，获得环境校正后的位移场；其次，提取其中竖向分量并采用变分模态分解将其分离为静态形变与动态振动分量；进一步通过时窗相干系数分析识别失耦区，对该区域的动态信号进行递归量化分析、双谱分析及能量分布熵计算，构建高阶损伤敏感特征集；最后，融合动态特征与静态曲率变化，形成综合劣化度指标，并依据工况分类与马氏距离判断偏离程度，实现桥梁结构多维度、跨工况的退化识别与风险预警。

本发明授权基于微波形变雷达的桥梁结构监测方法及装置在权利要求书中公布了：1.一种基于微波形变雷达的桥梁结构监测方法，其特征在于，具体步骤包括： 步骤1：使用微波形变雷达对桥梁表面进行高频扫描，通过相位干涉生成全场三维位移及其变化速率，同时从雷达回波信号中反演得到结构表面热场分布与桥面风速信息，对位移场进行热应变补偿和空间连续性滤波，输出环境校正后的三维位移场数据、结构表面温度场及风速场； 步骤2：从校正后的三维位移场中提取竖向分量，并对其实施变分模态分解以分离静态形变场与动态振动场，基于动态振动场计算时空相干系数矩阵，定义相干性骤降超过30％的区域为失耦区，对失耦区提取希尔伯特瞬时振幅方差与瞬时频率方差、双谱最大峰值、递归量化指标和振动能量分布熵，输出为损伤敏感特征集； 步骤3：将损伤敏感特征集的各分量依据桥梁健康状态历史基线数据进行归一化处理，采用熵权法确定特征权重并融合生成动态损伤指标，基于静态形变场计算全桥结构的曲率变化量，与动态损伤指标融合形成当前时刻的结构综合劣化度； 步骤4：在桥梁运行监测周期内构建历史工况数据库，该数据库包括依据振动能量分布熵区分的轻载与重载工况类别，以及按风速划分的弱风与强风工况类别；对每类工况统计其结构综合劣化度的90％置信区间，并结合当前荷载与风速状态匹配相应工况类别，计算当前综合劣化度相对于该工况历史分布的马氏距离，用于实现结构风险识别； 使用微波形变雷达对桥梁表面进行高频扫描，通过相位干涉生成全场三维位移及其变化速率的逻辑为： 确定待监测桥梁表面的关键监测区域，其包括桥墩、桥面中央、桥台、桥梁连接区域及支座，再将每个关键监测区域平均划分为若干网格单元，用i索引这些网格单元，并在每个网格单元中心布设关键监测点，则第i个网格中心处的关键监测点为第i个关键监测点； 所述微波形变雷达以频率为f0的连续波信号对桥面关键监测点进行高频相位干涉扫描，其中：雷达信号波长λ＝cf0，其中c为光速，t为采样时刻，雷达连续对同一点进行扫描，记录相邻两次回波相位差ΔΦit＝Φit‑Φit‑1，根据相位干涉原理，得到该点沿雷达视线方向的径向位移，所依据的公式为： 其中，ΔΦit为第i个关键监测点在时刻t的相位差，uit为第i个关键监测点在时刻t的径向位移； 已知第i个关键监测点相对于雷达的俯仰角θi及方位角将径向位移uit投影到桥面局部坐标系中，得到三轴位移变化分量： 其中，Xit、Yit和Zit为分别表示桥梁在东西、南北及竖向三个方向的瞬时位移变化分量； 对于每个关键监测点i，将三轴位移增量除以时间间隔得到三轴瞬时位移变化速率；在同一次雷达回波中，通过对反射信号强度Iit和频谱展宽Δfit的分析，分别反演结构表面温度场Tit和桥面风速场Wit，所述结构温度Tit利用预先标定得到的常数ai和bi，将观测到的Iit映射为对应温度Tit：Tit＝ai·Iit+bi，所述桥面风速Wit通过公式Wit＝λ2Δfit获取； 考虑温度变化引起的桥梁材料热膨胀伪位移，对每个关键监测点i按如下方式进行补偿：设定αi为第i个关键监测点所对应桥梁材料的线膨胀系数，Li为第i个关键监测点的等效观测长度，在该关键监测点处，温度引起的结构伸缩被视为沿此长度整体展开，Ti,0为基准温度，则该点在时刻t因温度变化引起的竖向热膨胀伪位移为αiLi[Tit‑Ti，0]，将此值从测得的竖向位移Zit中扣除，即得到热补偿后的竖向位移，东西和南北方向上的补偿处理方法相同； 在桥面预定义的网格上，对于第i个关键监测点所在的网格单元，将其邻域单元集合记为Ni，计算第i个关键监测点与其邻域单元集合Ni中第j个关键监测点的空间距离dij，j为邻域单元集合Ni中关键监测点的索引，并定义高斯型权重wij，以加权平均的方式，对每个关键监测点的热补偿后位移在三轴方向分别进行平滑，最终输出的环境校正后关键监测点i在时刻t的三维位移场数据，同时输出反演得到的结构温度和风速。

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