[發明專利]基于距離欺騙技術的微位移測量方法及系統

有效

• 申請號: 201310224629.X
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN103308911A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 王韜;張洪;楊力生;譚曉衡;吳皓威;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: G01S13/26
• 分類號: G01S13/26
• 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測量技術領域，涉及一種基于距離欺騙技術的微位移測量方法及系統。

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CN1542407A提出了一種微位移測量方法，該方法在被監測點放置一個無源角反射器，在監測點放置一個微波比相測量裝置，微波比相測量裝置的發射部分向角反射器發射一單頻微波，角反射器由三塊鋁板組成，它把入射到它的微波按原路徑全反射回來。比相測量裝置的接收部分接收角反射器反射回來的微波信號，經與發射信號進行比相可測得微位移量。該測量方法成本低廉，使用方便安全。但該方法在實際使用中存在的最大問題是：為單頻連續波雷達，只能測量單個微波發射器的微位移，不能實現多目標測量；而由于在大型建筑物的微位移檢測工作中，一般都需要設置多個被監測點，因此，上述方法在實際的位移監測過程中受到了諸多限制。

本申請針對這個問題加以改進，使角反射器不再是簡單的反射裝置，而是改進為具有信號處理能力的應答式微波反射器。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于距離欺騙技術的微位移測量方法及系統，通過對接收到的信號進行相參延遲，實現了“距離欺騙”，由此在監測點識別出多個不同的微波反射器，再采用干涉測量技術計算出前后兩次相位差，得到各微波反射器的微位移量。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于距離欺騙技術的微位移測量方法，該方法在被測物體上安裝多個微波相參反射器，在遠離被測物體處固定安裝地基干涉雷達，且微波相參反射器位于地基干涉雷達波束范圍之內；地基干涉雷達向微波相參反射器輻射雷達信號，各微波相參反射器接收到信號后進行延遲相參再轉發回地基干涉雷達，地基干涉雷達接收到經過延遲相參反射回來的信號以后，識別出各微波相參反射器，采用干涉測量技術計算出信號前后兩次相位差，并通過計算得到各微波相參反射器的微位移量。

進一步，所述地基干涉雷達采用線性調頻脈沖壓縮雷達或偽隨機碼調相脈沖壓縮雷達。

進一步，微波相參反射器采用基于直接射頻相參轉發的形式實現延遲，微波相參反射器接收到來自地基干涉雷達的信號，經過延遲線電路延遲，再經過放大器放大后發送回地基干涉雷達。

進一步，微波相參反射器采用數字射頻存儲技術DRFM實現延遲。

本發明還提供了一種基于距離欺騙技術的微位移測量系統，該系統包括安裝在被測物體上的多個微波相參反射器、在遠離被測物體處固定安裝的地基干涉雷達；地基干涉雷達向微波相參反射器輻射雷達信號，各微波相參反射器接收到信號后進行延遲相參再轉發回地基干涉雷達，地基干涉雷達接收到經過延遲相參反射回來的信號以后，識別出各微波相參反射器，采用干涉測量技術計算出信號前后兩次相位差，并通過計算得到各微波相參反射器的微位移量。

進一步，所述微波相參反射器的電路結構包括延遲線、放大器、環形器和天線；當天線接收到信號后，信號經過延遲線電路延遲后進行放大，經過放大的信號再通過天線發送回地基干涉雷達。

進一步，所述地基干涉雷達的電路結構包括收發天線、上下變頻信道、信號發生器、匹配濾波電路、干涉測量模塊和微位移變形量計算模塊。

本發明的有益效果在于：本發明所述的基于距離欺騙技術的微位移測量方法及系統克服了現有技術中在進行建筑物微位移監測時密集分布的無源角反射器信號很難分離的問題，實現了多目標測量，抗干擾能力強，能夠很好地應用于建筑物的微位移測量中。

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為本發明的系統結構圖；

圖2為微波相參反射器實距離像示意圖；

圖3為微波相參反射器電路結構圖；

圖4為地基干涉雷達電路結構圖。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。