多點(diǎn)位移同步測量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、由于建筑物的長期使用以及受外界的影響，促使建筑物在時間域與空間域上移動，產(chǎn)生位移量。當(dāng)位移量達(dá)到甚至超過了建筑物的承受臨界，往往帶來災(zāi)難性的后果，如礦井、橋梁、高樓的坍塌，水壩的決堤等等，而精密位移監(jiān)測是預(yù)防建筑物因變形而產(chǎn)生災(zāi)難性后果的重要手段之一。多點(diǎn)位移同步測量系統(tǒng)應(yīng)用于高樓大壩等大型建筑物的精密位移監(jiān)測，對建筑物產(chǎn)生的位移量進(jìn)行實時采集、運(yùn)算以及顯示。
　　首先，本文分別對微波比相位移監(jiān)測系統(tǒng)以及基于碼分多址位移監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)

2、行了理論分析，受上述兩個系統(tǒng)的啟發(fā)提出了多點(diǎn)位移同步測量系統(tǒng)。在建筑物上選擇一個固定點(diǎn)安裝參考點(diǎn)信標(biāo)機(jī)，并在建筑物其他位置安裝多個觀測點(diǎn)信標(biāo)機(jī)。使用不同頻率的基帶正弦波實現(xiàn)多個信標(biāo)機(jī)的識別；各個信標(biāo)機(jī)共用一個中頻本振，保證中頻載波的相干性；采用雙邊帶調(diào)幅的調(diào)制方法，通過后期運(yùn)算抵消基帶正弦波的隨機(jī)相位；使用 FFT算法對接收的混合信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到相位譜和幅度譜，通過計算得到觀測點(diǎn)相對于參考點(diǎn)信標(biāo)機(jī)的位移量。
　　仿真結(jié)果表明：多

3、點(diǎn)位移同步測量系統(tǒng)能夠有效的從混合信號中識別出每個信標(biāo)機(jī)發(fā)射的信號，通過 FFT轉(zhuǎn)換以及后期運(yùn)算后能夠精確的得到觀測點(diǎn)相對于參考點(diǎn)信標(biāo)機(jī)的位移量。然后對信噪比、FFT點(diǎn)數(shù)、以及頻偏進(jìn)行了參數(shù)分析。
　　其次，本文介紹了多點(diǎn)位移同步測量系統(tǒng)的開發(fā)平臺。接收機(jī)主要由ZedBoard開發(fā)板以及AD6645組成。AD6645將模擬信號數(shù)字化，將數(shù)字信號送給ZedBoard開發(fā)板進(jìn)行處理、顯示。Zynq-7000系列芯片集成了ARM以及FP

4、GA，F(xiàn)PGA實現(xiàn)硬件電路的設(shè)計，ARM實現(xiàn)設(shè)備調(diào)用以及GUI界面顯示。
　　最后，重點(diǎn)介紹了多點(diǎn)位移同步測量系統(tǒng)的實現(xiàn)。系統(tǒng)分為發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。發(fā)射機(jī)包括AD9959和Spartan-6，Spartan-6控制AD9959產(chǎn)生參考點(diǎn)和觀測點(diǎn)信標(biāo)機(jī)信號。接收機(jī)的硬件電路主要由數(shù)字下變頻模塊和 FFT運(yùn)算模塊組成，數(shù)字下變頻模塊保證頻偏在允許的范圍之內(nèi)，F(xiàn)FT運(yùn)算模塊實現(xiàn)時域向頻域的轉(zhuǎn)換，計算出參考點(diǎn)信標(biāo)機(jī)相位以及觀測點(diǎn)信標(biāo)機(jī)的上邊