[发明专利]基于距离欺骗技术的微位移测量方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于建筑物变形测量技术领域，涉及一种基于距离欺骗技术的微位移测量方法及系统。

背景技术

在自然界中建筑物会在各种影响因素的作用下，其形状，大小，位置会在时域空间中发生变化，如高层建筑物的摆动，大坝变形等。而当变形量超过变形体所能承受的允许范围时，则会给人类的生产生活带来严重灾难。因此对物体进行变形监测具有重要意义。

专利CN1542407A提出了一种微位移测量方法，该方法在被监测点放置一个无源角反射器，在监测点放置一个微波比相测量装置，微波比相测量装置的发射部分向角反射器发射一单频微波，角反射器由三块铝板组成，它把入射到它的微波按原路径全反射回来。比相测量装置的接收部分接收角反射器反射回来的微波信号，经与发射信号进行比相可测得微位移量。该测量方法成本低廉，使用方便安全。但该方法在实际使用中存在的最大问题是：为单频连续波雷达，只能测量单个微波发射器的微位移，不能实现多目标测量；而由于在大型建筑物的微位移检测工作中，一般都需要设置多个被监测点，因此，上述方法在实际的位移监测过程中受到了诸多限制。

本申请针对这个问题加以改进，使角反射器不再是简单的反射装置，而是改进为具有信号处理能力的应答式微波反射器。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于距离欺骗技术的微位移测量方法及系统，通过对接收到的信号进行相参延迟，实现了“距离欺骗”，由此在监测点识别出多个不同的微波反射器，再采用干涉测量技术计算出前后两次相位差，得到各微波反射器的微位移量。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于距离欺骗技术的微位移测量方法，该方法在被测物体上安装多个微波相参反射器，在远离被测物体处固定安装地基干涉雷达，且微波相参反射器位于地基干涉雷达波束范围之内；地基干涉雷达向微波相参反射器辐射雷达信号，各微波相参反射器接收到信号后进行延迟相参再转发回地基干涉雷达，地基干涉雷达接收到经过延迟相参反射回来的信号以后，识别出各微波相参反射器，采用干涉测量技术计算出信号前后两次相位差，并通过计算得到各微波相参反射器的微位移量。

进一步，所述地基干涉雷达采用线性调频脉冲压缩雷达或伪随机码调相脉冲压缩雷达。

进一步，微波相参反射器采用基于直接射频相参转发的形式实现延迟，微波相参反射器接收到来自地基干涉雷达的信号，经过延迟线电路延迟，再经过放大器放大后发送回地基干涉雷达。

进一步，微波相参反射器采用数字射频存储技术DRFM实现延迟。

本发明还提供了一种基于距离欺骗技术的微位移测量系统，该系统包括安装在被测物体上的多个微波相参反射器、在远离被测物体处固定安装的地基干涉雷达；地基干涉雷达向微波相参反射器辐射雷达信号，各微波相参反射器接收到信号后进行延迟相参再转发回地基干涉雷达，地基干涉雷达接收到经过延迟相参反射回来的信号以后，识别出各微波相参反射器，采用干涉测量技术计算出信号前后两次相位差，并通过计算得到各微波相参反射器的微位移量。

进一步，所述微波相参反射器的电路结构包括延迟线、放大器、环形器和天线；当天线接收到信号后，信号经过延迟线电路延迟后进行放大，经过放大的信号再通过天线发送回地基干涉雷达。

进一步，所述地基干涉雷达的电路结构包括收发天线、上下变频信道、信号发生器、匹配滤波电路、干涉测量模块和微位移变形量计算模块。

本发明的有益效果在于：本发明所述的基于距离欺骗技术的微位移测量方法及系统克服了现有技术中在进行建筑物微位移监测时密集分布的无源角反射器信号很难分离的问题，实现了多目标测量，抗干扰能力强，能够很好地应用于建筑物的微位移测量中。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的系统结构图；

图2为微波相参反射器实距离像示意图；

图3为微波相参反射器电路结构图；

图4为地基干涉雷达电路结构图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。