一種確定建筑物監(jiān)測點空間位置的測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種確定建筑物監(jiān)測點空間位置的測量系統(tǒng)，其特征在于：包括n個信號發(fā)射裝置和N個信號接收裝置，所述的n個信號發(fā)射裝置安裝在空間n個不動點上，用于發(fā)射電波和超聲波；所述的N個信號接收裝置安裝在N個被測點上，用于接收信號發(fā)射裝置發(fā)射的電波和超聲波；其中n∈N+，N∈N+。本實用新型的測量系統(tǒng)，利用超聲波和電波在空間的傳輸速度不同的特性測量兩點間的距離，進而確定被測點在空間的位置。
【專利說明】一種確定建筑物監(jiān)測點空間位置的測量系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測領(lǐng)域，特別涉及一種確定建筑物監(jiān)測點空間位置的 測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 建筑結(jié)構(gòu)的位移實時監(jiān)測是結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測的重要內(nèi)容之一。例如一棟高層建筑， 如果能測得沿高度若干點的水平位移，就可推斷出結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，進而判斷結(jié)構(gòu)是否安 全。再如大跨度結(jié)構(gòu)，如果能測得若干點的豎向位移，也可推斷出結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，并判斷 結(jié)構(gòu)是否安全。
[0003] 要測量結(jié)構(gòu)某點的位移，可測量該點與某不動點的距離。如果所測距離發(fā)生了變 化，就意味著該點發(fā)生了位移。這樣，就將測量結(jié)構(gòu)位移問題轉(zhuǎn)化為測量距離問題。
[0004] 測量兩點間距離的方法有很多，如雷達測距、超聲波測距、激光測距等。這些測距 方法都是利用發(fā)射波（電磁波、聲波、光波）到達被測物體的反射波到達發(fā)射處的時差來測 距的。這些測距方法的優(yōu)點是被測點不需放置任何裝置，發(fā)射和接收裝置都設(shè)置在同一位 置；其缺點是在被測物體和測距裝置間有障礙物時，所測得的距離為障礙物與測距裝置間 的距離而非被測物體與測距裝置間的距離。 實用新型內(nèi)容
[0005] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種確定建筑物監(jiān)測點 空間位置的測量系統(tǒng)，其利用超聲波和電波（無線電波或有線電波）在空間的傳輸速度不 同的特性測量兩點間的距離。
[0006] 本實用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0007] 一種確定建筑物監(jiān)測點空間位置的測量系統(tǒng)，包括η個信號發(fā)射裝置和N個信號 接收裝置，所述的η個信號發(fā)射裝置安裝在空間η個不動點上，用于發(fā)射電波和超聲波；所 述的N個信號接收裝置安裝在N個被測點上，用于接收信號發(fā)射裝置發(fā)射的電波和超聲波； 其中 n e N+，N e Ν+。
[0008] 所述的信號發(fā)射裝置的數(shù)量n，根據(jù)被測點的運動情況而設(shè)置：
[0009] ⑴被測點直線運動：η彡1 ;
[0010] (2)被測點平面運動：η彡2且不能同時有三個點在同一直線上；
[0011] (3)被測點空間運動：η彡3且不能同時有四個點在同一平面上。
[0012] 根據(jù)被測點的運動情況而靈活設(shè)置信號發(fā)射裝置的數(shù)量，首先保證了測量的精 度，其次在保證測量精度的基礎(chǔ)上盡可能的減少投入成本；若要求測量精度更高、誤差更 小，可以通過增加信號發(fā)射裝置的數(shù)量來實現(xiàn)。
[0013] 所述的電波和超聲波中的信號波為正弦信號波。
[0014] 所述的電波為無線電波或有線電波。
[0015] 所述的η個信號發(fā)射裝置發(fā)射的電波和超聲波為同一頻率的信號分η個時段發(fā) 射，或者η個不同頻率的信號同時或不同時發(fā)射。
[0016] -種確定建筑物監(jiān)測點空間位置的測量方法，包含以下順序的步驟：
[0017] (1)被測點運動被限制在某一直線上的測點位置確定：
[0018] 設(shè)被測點在X軸上運動：在X軸上η個位置i設(shè)置信號發(fā)射裝置Si,其中i = 1， 2，……，η ;n彡1 ;在N個被測點m設(shè)置信號接收裝置Rm，m= 1，2，……，N ;N彡1 ;各信 號發(fā)射點i與被測點m間的距離Dim，被測點m的定位坐標1111與發(fā)射點i的定位坐標X 在如下關(guān)系：
[0019] Xm-Xi I = Dim i = 1, 2, η ；
[0020] Xm= X i±Dim i = I, 2, η ；
[0021] 如果η = 1，則^有兩個解，所確定的點1_"為重解；可根據(jù)被測點的布置實際情況 確定一個正確解；
[0022] 如果η>1，可求下式的極小值確定xm:
【權(quán)利要求】
1. 一種確定建筑物監(jiān)測點空間位置的測量系統(tǒng)，其特征在于：包括n個信號發(fā)射裝置 和N個信號接收裝置，所述的n個信號發(fā)射裝置安裝在空間n個不動點上，用于發(fā)射電波和 超聲波；所述的N個信號接收裝置安裝在N個被測點上，用于接收信號發(fā)射裝置發(fā)射的電波 和超聲波；其中n G N+，N G N+。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定建筑物監(jiān)測點空間位置的測量系統(tǒng)，其特征在于：所述 的信號發(fā)射裝置的數(shù)量n，根據(jù)被測點的運動情況而設(shè)置： (1) 被測點直線運動；n > 1 ; (2) 被測點平面運動；n > 2且不能同時有S個點在同一直線上； (3) 被測點空間運動；n > 3且不能同時有四個點在同一平面上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定建筑物監(jiān)測點空間位置的測量系統(tǒng)，其特征在于：所述 的電波和超聲波中的信號波為正弦信號波。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定建筑物監(jiān)測點空間位置的測量系統(tǒng)，其特征在于：所述 的電波為無線電波或有線電波。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定建筑物監(jiān)測點空間位置的測量系統(tǒng)，其特征在于：所述 的n個信號發(fā)射裝置發(fā)射的電波和超聲波為同一頻率的信號分n個時段發(fā)射，或者n個不 同頻率的信號同時或不同時發(fā)射。
【文檔編號】G01S11/16GK204228953SQ201420796204
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】舒宣武 申請人:華南理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院