一种确定建筑物监测点空间位置的测量系统的制作方法

文档序号:6079114
一种确定建筑物监测点空间位置的测量系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种确定建筑物监测点空间位置的测量系统,其特征在于:包括n个信号发射装置和N个信号接收装置,所述的n个信号发射装置安装在空间n个不动点上,用于发射电波和超声波;所述的N个信号接收装置安装在N个被测点上,用于接收信号发射装置发射的电波和超声波;其中n∈N+,N∈N+。本实用新型的测量系统,利用超声波和电波在空间的传输速度不同的特性测量两点间的距离,进而确定被测点在空间的位置。
【专利说明】一种确定建筑物监测点空间位置的测量系统

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及结构安全监测领域,特别涉及一种确定建筑物监测点空间位置的 测量系统。

【背景技术】
[0002] 建筑结构的位移实时监测是结构安全监测的重要内容之一。例如一栋高层建筑, 如果能测得沿高度若干点的水平位移,就可推断出结构的受力状态,进而判断结构是否安 全。再如大跨度结构,如果能测得若干点的竖向位移,也可推断出结构的受力状态,并判断 结构是否安全。
[0003] 要测量结构某点的位移,可测量该点与某不动点的距离。如果所测距离发生了变 化,就意味着该点发生了位移。这样,就将测量结构位移问题转化为测量距离问题。
[0004] 测量两点间距离的方法有很多,如雷达测距、超声波测距、激光测距等。这些测距 方法都是利用发射波(电磁波、声波、光波)到达被测物体的反射波到达发射处的时差来测 距的。这些测距方法的优点是被测点不需放置任何装置,发射和接收装置都设置在同一位 置;其缺点是在被测物体和测距装置间有障碍物时,所测得的距离为障碍物与测距装置间 的距离而非被测物体与测距装置间的距离。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种确定建筑物监测点 空间位置的测量系统,其利用超声波和电波(无线电波或有线电波)在空间的传输速度不 同的特性测量两点间的距离。
[0006] 本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:
[0007] 一种确定建筑物监测点空间位置的测量系统,包括η个信号发射装置和N个信号 接收装置,所述的η个信号发射装置安装在空间η个不动点上,用于发射电波和超声波;所 述的N个信号接收装置安装在N个被测点上,用于接收信号发射装置发射的电波和超声波; 其中 n e N+,N e Ν+。
[0008] 所述的信号发射装置的数量n,根据被测点的运动情况而设置:
[0009] ⑴被测点直线运动:η彡1 ;
[0010] (2)被测点平面运动:η彡2且不能同时有三个点在同一直线上;
[0011] (3)被测点空间运动:η彡3且不能同时有四个点在同一平面上。
[0012] 根据被测点的运动情况而灵活设置信号发射装置的数量,首先保证了测量的精 度,其次在保证测量精度的基础上尽可能的减少投入成本;若要求测量精度更高、误差更 小,可以通过增加信号发射装置的数量来实现。
[0013] 所述的电波和超声波中的信号波为正弦信号波。
[0014] 所述的电波为无线电波或有线电波。
[0015] 所述的η个信号发射装置发射的电波和超声波为同一频率的信号分η个时段发 射,或者η个不同频率的信号同时或不同时发射。
[0016] -种确定建筑物监测点空间位置的测量方法,包含以下顺序的步骤:
[0017] (1)被测点运动被限制在某一直线上的测点位置确定:
[0018] 设被测点在X轴上运动:在X轴上η个位置i设置信号发射装置Si,其中i = 1, 2,……,η ;n彡1 ;在N个被测点m设置信号接收装置Rm,m= 1,2,……,N ;N彡1 ;各信 号发射点i与被测点m间的距离Dim,被测点m的定位坐标1111与发射点i的定位坐标X 在如下关系:
[0019] Xm-Xi I = Dim i = 1, 2, η ;
[0020] Xm= X i±Dim i = I, 2, η ;
[0021] 如果η = 1,则^有两个解,所确定的点1_"为重解;可根据被测点的布置实际情况 确定一个正确解;
[0022] 如果η>1,可求下式的极小值确定xm:

【权利要求】
1. 一种确定建筑物监测点空间位置的测量系统,其特征在于:包括n个信号发射装置 和N个信号接收装置,所述的n个信号发射装置安装在空间n个不动点上,用于发射电波和 超声波;所述的N个信号接收装置安装在N个被测点上,用于接收信号发射装置发射的电波 和超声波;其中n G N+,N G N+。
2. 根据权利要求1所述的确定建筑物监测点空间位置的测量系统,其特征在于:所述 的信号发射装置的数量n,根据被测点的运动情况而设置: (1) 被测点直线运动;n > 1 ; (2) 被测点平面运动;n > 2且不能同时有S个点在同一直线上; (3) 被测点空间运动;n > 3且不能同时有四个点在同一平面上。
3. 根据权利要求1所述的确定建筑物监测点空间位置的测量系统,其特征在于:所述 的电波和超声波中的信号波为正弦信号波。
4. 根据权利要求1所述的确定建筑物监测点空间位置的测量系统,其特征在于:所述 的电波为无线电波或有线电波。
5. 根据权利要求1所述的确定建筑物监测点空间位置的测量系统,其特征在于:所述 的n个信号发射装置发射的电波和超声波为同一频率的信号分n个时段发射,或者n个不 同频率的信号同时或不同时发射。
【文档编号】G01S11/16GK204228953SQ201420796204
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】舒宣武 申请人:华南理工大学建筑设计研究院
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