一種確定建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)空間位置的測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種確定建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)空間位置的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：包括n個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置和N個(gè)信號(hào)接收裝置，所述的n個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置安裝在空間n個(gè)不動(dòng)點(diǎn)上，用于發(fā)射電波和超聲波；所述的N個(gè)信號(hào)接收裝置安裝在N個(gè)被測(cè)點(diǎn)上，用于接收信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射的電波和超聲波；其中n∈N+，N∈N+。本實(shí)用新型的測(cè)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(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的距離，進(jìn)而確定被測(cè)點(diǎn)在空間的位置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種確定建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)空間位置的測(cè)量系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種確定建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)空間位置的 測(cè)量系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 建筑結(jié)構(gòu)的位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容之一。例如一棟高層建筑， 如果能測(cè)得沿高度若干點(diǎn)的水平位移，就可推斷出結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，進(jìn)而判斷結(jié)構(gòu)是否安 全。再如大跨度結(jié)構(gòu)，如果能測(cè)得若干點(diǎn)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(cè)量結(jié)構(gòu)某點(diǎn)的位移，可測(cè)量該點(diǎn)與某不動(dòng)點(diǎn)的距離。如果所測(cè)距離發(fā)生了變 化，就意味著該點(diǎn)發(fā)生了位移。這樣，就將測(cè)量結(jié)構(gòu)位移問(wèn)題轉(zhuǎn)化為測(cè)量距離問(wèn)題。
[0004] 測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的方法有很多，如雷達(dá)測(cè)距、超聲波測(cè)距、激光測(cè)距等。這些測(cè)距 方法都是利用發(fā)射波（電磁波、聲波、光波）到達(dá)被測(cè)物體的反射波到達(dá)發(fā)射處的時(shí)差來(lái)測(cè) 距的。這些測(cè)距方法的優(yōu)點(diǎn)是被測(cè)點(diǎn)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(diǎn)是在被測(cè)物體和測(cè)距裝置間有障礙物時(shí)，所測(cè)得的距離為障礙物與測(cè)距裝置間 的距離而非被測(cè)物體與測(cè)距裝置間的距離。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種確定建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn) 空間位置的測(cè)量系統(tǒng)，其利用超聲波和電波（無(wú)線(xiàn)電波或有線(xiàn)電波）在空間的傳輸速度不 同的特性測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的距離。
[0006] 本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] 一種確定建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)空間位置的測(cè)量系統(tǒng)，包括η個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置和N個(gè)信號(hào) 接收裝置，所述的η個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置安裝在空間η個(gè)不動(dòng)點(diǎn)上，用于發(fā)射電波和超聲波；所 述的N個(gè)信號(hào)接收裝置安裝在N個(gè)被測(cè)點(diǎn)上，用于接收信號(hào)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(hào)發(fā)射裝置的數(shù)量n，根據(jù)被測(cè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況而設(shè)置：
[0009] ⑴被測(cè)點(diǎn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)：η彡1 ;
[0010] (2)被測(cè)點(diǎn)平面運(yùn)動(dòng)：η彡2且不能同時(shí)有三個(gè)點(diǎn)在同一直線(xiàn)上；
[0011] (3)被測(cè)點(diǎn)空間運(yùn)動(dòng)：η彡3且不能同時(shí)有四個(gè)點(diǎn)在同一平面上。
[0012] 根據(jù)被測(cè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況而靈活設(shè)置信號(hào)發(fā)射裝置的數(shù)量，首先保證了測(cè)量的精 度，其次在保證測(cè)量精度的基礎(chǔ)上盡可能的減少投入成本；若要求測(cè)量精度更高、誤差更 小，可以通過(guò)增加信號(hào)發(fā)射裝置的數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0013] 所述的電波和超聲波中的信號(hào)波為正弦信號(hào)波。
[0014] 所述的電波為無(wú)線(xiàn)電波或有線(xiàn)電波。
[0015] 所述的η個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射的電波和超聲波為同一頻率的信號(hào)分η個(gè)時(shí)段發(fā) 射，或者η個(gè)不同頻率的信號(hào)同時(shí)或不同時(shí)發(fā)射。
[0016] -種確定建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)空間位置的測(cè)量方法，包含以下順序的步驟：
[0017] (1)被測(cè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)被限制在某一直線(xiàn)上的測(cè)點(diǎn)位置確定：
[0018] 設(shè)被測(cè)點(diǎn)在X軸上運(yùn)動(dòng)：在X軸上η個(gè)位置i設(shè)置信號(hào)發(fā)射裝置Si,其中i = 1， 2，……，η ;n彡1 ;在N個(gè)被測(cè)點(diǎn)m設(shè)置信號(hào)接收裝置Rm，m= 1，2，……，N ;N彡1 ;各信 號(hào)發(fā)射點(diǎn)i與被測(cè)點(diǎn)m間的距離Dim，被測(cè)點(diǎn)m的定位坐標(biāo)1111與發(fā)射點(diǎn)i的定位坐標(biāo)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(gè)解，所確定的點(diǎn)1_"為重解；可根據(jù)被測(cè)點(diǎn)的布置實(shí)際情況 確定一個(gè)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(cè)點(diǎn)空間位置的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：包括n個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置 和N個(gè)信號(hào)接收裝置，所述的n個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置安裝在空間n個(gè)不動(dòng)點(diǎn)上，用于發(fā)射電波和 超聲波；所述的N個(gè)信號(hào)接收裝置安裝在N個(gè)被測(cè)點(diǎn)上，用于接收信號(hào)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(cè)點(diǎn)空間位置的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述 的信號(hào)發(fā)射裝置的數(shù)量n，根據(jù)被測(cè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況而設(shè)置： (1) 被測(cè)點(diǎn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；n > 1 ; (2) 被測(cè)點(diǎn)平面運(yùn)動(dòng)；n > 2且不能同時(shí)有S個(gè)點(diǎn)在同一直線(xiàn)上； (3) 被測(cè)點(diǎn)空間運(yùn)動(dòng)；n > 3且不能同時(shí)有四個(gè)點(diǎn)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(cè)點(diǎn)空間位置的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述 的電波和超聲波中的信號(hào)波為正弦信號(hào)波。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)空間位置的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述 的電波為無(wú)線(xiàn)電波或有線(xiàn)電波。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)空間位置的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述 的n個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射的電波和超聲波為同一頻率的信號(hào)分n個(gè)時(shí)段發(fā)射，或者n個(gè)不 同頻率的信號(hào)同時(shí)或不同時(shí)發(fā)射。
【文檔編號(hào)】G01S11/16GK204228953SQ201420796204
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)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(qǐng)人:華南理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院