高精度位移測(cè)量雷達(dá)方案設(shè)計(jì)及信號(hào)處理研究.pdf

1、我國(guó)是世界上滑坡災(zāi)害嚴(yán)重的國(guó)家之一?；卤O(jiān)測(cè)可以有效地預(yù)測(cè)滑坡的趨勢(shì)，為滑坡治理提供依據(jù)和評(píng)價(jià)，在最大程度上減小滑坡災(zāi)害帶來(lái)的損失，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文針對(duì)山體滑坡活動(dòng)的特點(diǎn)，提出了一種采用低成本的高精度位移測(cè)量雷達(dá)對(duì)山體滑坡活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的新型滑坡監(jiān)測(cè)方法。該監(jiān)測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)由一個(gè)詢問(wèn)機(jī)和多個(gè)應(yīng)答機(jī)組成，利用相位法測(cè)距的原理實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的位移監(jiān)測(cè)。 圍繞位移測(cè)量雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行了深入分析，重點(diǎn)研究了相位法測(cè)距的原理及其

2、信號(hào)處理機(jī)的實(shí)現(xiàn)方法。MATLAB仿真證實(shí)該系統(tǒng)滿足山體滑坡監(jiān)測(cè)的需求，硬件測(cè)試結(jié)果表明，該信號(hào)處理機(jī)能夠達(dá)到系統(tǒng)的指標(biāo)要求，位移測(cè)量精度達(dá)到0.4mm。 本論文的主要工作包括： (1)針對(duì)山體滑坡活動(dòng)的特點(diǎn)，進(jìn)行了總體系統(tǒng)方案的初步設(shè)計(jì)，并對(duì)其中多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究和分析，提出了一種利用不同載頻的詢問(wèn)信號(hào)區(qū)分各應(yīng)答機(jī)的多址問(wèn)題解決方案及距離模糊問(wèn)題的解決方案；完成了系統(tǒng)的指標(biāo)論證，并采用MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)仿真驗(yàn)

3、證。 (2)根據(jù)位移測(cè)量雷達(dá)的指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)了信號(hào)處理機(jī)的實(shí)現(xiàn)方案，并采用Capture CIS 10.0和PowerPCB 6.0繪制原理圖及PCB，完成了信號(hào)處理機(jī)的硬件設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)及調(diào)試。 (3)基于CORDIC算法在FPGA上實(shí)現(xiàn)了數(shù)字下變頻(DDC)及基帶信號(hào)的特征提取，完成相位的測(cè)量。 (4)在FPGA上實(shí)現(xiàn)了Rs-232串行通訊模塊的設(shè)計(jì)，在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)了基于MATLAB的串行通訊。 (5)對(duì)