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专利名称：一种微位移测量技术的制作方法
技术领域：
微位移测量
背景技术：
南方NGK-500/600双频RTK测量系统大型水库的库岸边坡，山区公路、铁路边坡有危岩、滑坡、地裂等地质灾害。桥梁、大坝、摩天大楼等大型建筑会发生微位移、微变形。微位移量是危险报警的主要监测参数。对微位移的监测技术，一种是在建筑物浇注混凝土时预埋光纤传感器。通过光纤传感器输出信号分析微位移量。在长期使用中一旦光纤传感器坏在混凝土中，几乎不能修复。另外在已建成的建筑物或危岩等情况根本无法埋设光纤传感器。更先进的是用目前最新的GPS测量技术“差分双频载波比相测量”。其测量精度达5mm+1ppm×D；D是基准站到待测点的距离。该技术已由南方测绘公司引进法国技术生产出设备。附件1为背景技术资料。问题是①将NGK-500/600用于微位移测量成本高(进口的60万，国产的24万)，大量使用(某大型水库库岸需1000个监测点)不现实，②使用复杂，需设立基准站、被测点设分站、分站与主站之间还需要电台连接，③分站需架设在被测点(如危岩、滑坡、桥、大坝等)，故长期监测需供电，并作一小室避风雨，防人或畜侵犯，④被测点塌了，分站设备也摔坏了。

发明内容
基本测量系统基本测量系统如说明书附

图1所示，由安放在被测点上的角反射器1和测点上的微波比相设备2构成。并设微位移方向与电波传播方向近似平行。1是角反射器，由三块铝板构成。角反射器对微波有极强的反射力，它把入射到它的微波按原路径全反射回来。(类似夜间高速公路上的珠光玻璃，在车灯照射下像一盏灯)。2是微波比相测量设备总成。3是40MHz振荡器。4、12是混频器。5是5590MHz本振源。6、11是5630MHz带通滤波器。7是功率放大器。8、9是天线。10是低噪声放大器。13是40MHz中频放大器。14是鉴相器。15是电平指示器。16是整周计数器。本方案中用了两个天线，仅因高隔离度的同频双工器难作。
3产生的40MHz单频信号与5产生的5590MHz本振信号在4中混频，经6滤波后得到5630MHz的单频信号。经7功率放大后，由8辐射到被测点上的1。1按原路径反射回来经9接收，10作低噪声放大，11滤波后与5产生的5590MHz本振信号在12中混频，再经13作中频放大后得40MHz中频信号。此中频信号与3产生的40MHz信号在14中比相，得表示相位差的电平U＝k×φ；k为比例常数；φ为相位差，由15用电平显示，或把此电平经A/D变换后数字显示。如位移太大，使相位差φ超过360度，则由16作整周计数计，设整周数为N。
若射频为5630MHz，对应波长λ＝5.33Cm。若被测点相对于测点发生了ΔR的位移，则相位差变化Δφ＝720×ΔR/λ度。或ΔU＝k×720×ΔR/λ。测出ΔU后，反算ΔR＝λ×ΔU/k/720。如相位测量的分辨率为Δφ＝10度，或电平测量的分辨率为ΔU＝k×10。对应微位移测量的分辨率为ΔR＝5.33×10/720＝0.074Cm＝0.74mm。若位移超过波长λ，则绝对位移为R＝N×λ+ΔR。
弯管测量系统；在基本测量系统中假设微位移方向与电波传播方向近似平行。测出的微位移量是实际微位移量在电波传播方向的投影。如果微位移与电波方向近似垂直，是测不出微位移的。如果遇到如说明书附图2所示情况，测点需设在危岩下面，这是危险的。说明书附图2所示的弯管测量系统便能解决这一问题。用一反射板改变电波传播方向。调整反射板角度，使测点位置在一有效、安全、方便处。弯管测量系统的精度与基本测量系统相同。角反射器也好，反射板也好都是廉价的铝板构成，即使压坏了也问题不大。
权利要求
1.一种微位移测量技术，其特征在于对微位移方向与电波传播方向近似平行的情况，在被测点放置一角反射器，在监测点放置一微波比相测量装置。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。经与发射信号比相测得微位移量。
2.对微位移方向与电波传播方向近似垂直的情况，则采用弯管测量技术。用一反射板改变电波传播方向，调整反射板角度，使测点位置在一有效、安全、方便处。弯管测量系统的精度与基本测量系统相同。
全文摘要
本发明是一种微位移测量技术，可用于灾害性地质点或大型建筑的微位移险情预报。在被测点放置一廉价的无源角反射器。在监测点放置一微波比相测量装置。比相测量装置的发射部分向角反射器发射一单频微波，角反射器由三块廉价的铝板构成，它把入射到它的微波按原路径全反射回来(类似夜间高速公路上的珠光玻璃，在车灯照射下像一盏灯)。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。经与发射信号比相可测得微位移量。测量精度可达毫米级与目前最先进的南方NGK－500/600双频RTK测量系统相当，但成本低、使用方便、安全。当微位移方向与电波传播方向近似垂直时，可用本发明的弯管测量技术。就是用一反射板改变电波传播方向，调整反射板17角度把测点放置在一安全方便的位置。弯管测量系统的精度与基本测量系统相同。角反射器也好，反射板也好都是廉价的铝板构成，即使压坏了也问题不大。
文档编号G01C7/02GK1542407SQ20031011392
公开日2004年11月3日 申请日期2003年11月4日 优先权日2003年11月4日
发明者杨士中 申请人:杨士中