[發明專利]一種大型建筑物變形遙測技術中多址干擾抵消方法

有效

• 申請號: 201310223373.0
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN103259561A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 王韜;蘇晨;楊力生;張洪;曹海林;張承暢;鄭海升;李康男;高葉霞;王坤;謝芝茂;張潘
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H04B1/7103
• 分類號: H04B1/7103
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明屬于建筑物變形監測技術領域，涉及一種大型建筑物變形遙測技術中多址干擾抵消方法。

背景技術

在自然界中建筑物會在各種影響因素的作用下，其形狀，大小，位置會在時域空間中發生變化，如高層建筑物的擺動，大壩變形等。而當變形量超過變形體所能承受的允許范圍時，則會給人類的生產生活帶來嚴重災難，因此對物體進行變形監測具有重要意義。

專利CN101349753A提出了一種變形遙測技術與方法，其基本工作原理是，在被測物上安裝無線電信標機，遠處布置遙測接收機，信標機使用不同的偽碼調制同頻同相的載波信號，遙測接收機在達到偽碼同步后，分離出各信標機的載波信號，對載波信號進行鑒相，可以監測出建筑物的形變量。很明顯，碼的正交性和以及多址干擾問題直接關系到載波的分離效果，和測量精度。

多址干擾產生的根源是擴頻碼間的不完全正交性，如果擴頻碼集能在任何時刻完全正交，那么多址干擾就會不復存在。專利CN101349753A提出采用Walsh碼和Gold碼作為標識信標機的偽碼。Walsh碼的優點是：碼間完全正交，理論上相互干擾為零；Walsh碼可以作為地址碼。但是Walsh碼的自相關特性差，即自身與自身延時做相關時，結果不是0，這不利于偽碼的捕獲與跟蹤；同時，數量較少，例如一個16bitWalsh碼只有16個；隨機性差，Walsh碼的各碼組由于所占頻譜帶寬不同等原因，不能作為擴頻碼。同樣，Gold碼也存在多址干擾的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種大型建筑物變形遙測技術中多址干擾抵消方法，該方法通過對正交擴頻碼進行設計，實現變形遙測技術中多址干擾抵消。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種大型建筑物變形遙測技術中多址干擾抵消方法，使用信標機和遙測接收機構成變形遙測系統，信標機包括位置固定設置的參考信標機和設置在建筑物上的觀測點信標機，為了實現消除多址干擾，采用以下方法：在信標機端采用相差整數碼片寬度的擴頻碼之差的組合作為信標機的擴頻碼，使任意兩個信標機的擴頻碼互相關等于0，完全正交；信標機采用上述正交擴頻碼調制同頻同相射頻載波，生成擴頻調制信號；遙測接收機捕獲跟蹤同步信標機擴頻碼，在同步后進行相關解擴，恢復出各信標機的載波信號，消除多址干擾。

進一步，所述信標機端正交擴頻碼的設計方法具體包括：將基準擴頻碼延遲生成多個不同相位的原始擴頻碼，使用2個相差整數碼片寬度的原始擴頻碼序列之差的組合構造信標機新擴頻碼，任一原始擴頻碼1與其它兩個相差整數碼片寬度的原始序列碼2、3的相關值相等。

進一步，所述基準擴頻碼采用m序列碼。

進一步，所述信標機的工作過程為：使用構造的正交擴頻碼調制到中頻載波上，然后通過上變頻電路變換到射頻，通過天線發射給遙測接收機。

進一步，所述遙測接收機的工作過程為：遙測接收機天線接收混合擴頻信號，通過低噪聲放大器和混頻器和帶通濾波器之后，將射頻信號變換為低中頻信號，然后在本地再生參考信標機擴頻碼信號，即同時調整構成參考信標機新擴頻碼的2個原始擴頻碼信號的相位，分別與此中頻信號做相關運算并進行包絡檢波，當這2個包絡都大于捕獲門限時轉入跟蹤階段，使用非相干延遲鎖定環路實現參考信標機擴頻碼的精確同步，由于各信標機擴頻碼之間的相位關系是固定的，因而也實現了其它信標擴頻碼的精確同步，使用本地再生的其它信標機擴頻碼與低中頻信號做相關運算，恢復出各信標機的載波信號，使用鑒相器比較觀測點信標機與參考信標機之間的相位差，然后送給變形曲線形成模塊，將相位差信息轉變為建筑物形變信息。

本發明的有益效果在于：本發明提供的大型建筑物變形遙測技術中多址干擾抵消方法克服了現有技術中存在的不足，通過合理設計發端信標機的擴頻調制地址碼，以及改進收端的接收機相關解擴電路，保證了偽碼捕獲與跟蹤的可靠性，完全解決了現有技術中的多址干擾問題，從而提高了變形監測系統的測量精度，當在信標機越多的時候，這個優點更加突出。

附圖說明

為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行說明：

圖1為變形遙測系統總體結構圖；

圖2為信標機電路結構框圖；

圖3為遙測接收機電路結構框圖。

具體實施方式