[发明专利]一种大型建筑物变形遥测技术中多址干扰抵消方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑物变形监测技术领域，涉及一种大型建筑物变形遥测技术中多址干扰抵消方法。

背景技术

在自然界中建筑物会在各种影响因素的作用下，其形状，大小，位置会在时域空间中发生变化，如高层建筑物的摆动，大坝变形等。而当变形量超过变形体所能承受的允许范围时，则会给人类的生产生活带来严重灾难，因此对物体进行变形监测具有重要意义。

专利CN101349753A提出了一种变形遥测技术与方法，其基本工作原理是，在被测物上安装无线电信标机，远处布置遥测接收机，信标机使用不同的伪码调制同频同相的载波信号，遥测接收机在达到伪码同步后，分离出各信标机的载波信号，对载波信号进行鉴相，可以监测出建筑物的形变量。很明显，码的正交性和以及多址干扰问题直接关系到载波的分离效果，和测量精度。

多址干扰产生的根源是扩频码间的不完全正交性，如果扩频码集能在任何时刻完全正交，那么多址干扰就会不复存在。专利CN101349753A提出采用Walsh码和Gold码作为标识信标机的伪码。Walsh码的优点是：码间完全正交，理论上相互干扰为零；Walsh码可以作为地址码。但是Walsh码的自相关特性差，即自身与自身延时做相关时，结果不是0，这不利于伪码的捕获与跟踪；同时，数量较少，例如一个16bitWalsh码只有16个；随机性差，Walsh码的各码组由于所占频谱带宽不同等原因，不能作为扩频码。同样，Gold码也存在多址干扰的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大型建筑物变形遥测技术中多址干扰抵消方法，该方法通过对正交扩频码进行设计，实现变形遥测技术中多址干扰抵消。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大型建筑物变形遥测技术中多址干扰抵消方法，使用信标机和遥测接收机构成变形遥测系统，信标机包括位置固定设置的参考信标机和设置在建筑物上的观测点信标机，为了实现消除多址干扰，采用以下方法：在信标机端采用相差整数码片宽度的扩频码之差的组合作为信标机的扩频码，使任意两个信标机的扩频码互相关等于0，完全正交；信标机采用上述正交扩频码调制同频同相射频载波，生成扩频调制信号；遥测接收机捕获跟踪同步信标机扩频码，在同步后进行相关解扩，恢复出各信标机的载波信号，消除多址干扰。

进一步，所述信标机端正交扩频码的设计方法具体包括：将基准扩频码延迟生成多个不同相位的原始扩频码，使用2个相差整数码片宽度的原始扩频码序列之差的组合构造信标机新扩频码，任一原始扩频码1与其它两个相差整数码片宽度的原始序列码2、3的相关值相等。

进一步，所述基准扩频码采用m序列码。

进一步，所述信标机的工作过程为：使用构造的正交扩频码调制到中频载波上，然后通过上变频电路变换到射频，通过天线发射给遥测接收机。

进一步，所述遥测接收机的工作过程为：遥测接收机天线接收混合扩频信号，通过低噪声放大器和混频器和带通滤波器之后，将射频信号变换为低中频信号，然后在本地再生参考信标机扩频码信号，即同时调整构成参考信标机新扩频码的2个原始扩频码信号的相位，分别与此中频信号做相关运算并进行包络检波，当这2个包络都大于捕获门限时转入跟踪阶段，使用非相干延迟锁定环路实现参考信标机扩频码的精确同步，由于各信标机扩频码之间的相位关系是固定的，因而也实现了其它信标扩频码的精确同步，使用本地再生的其它信标机扩频码与低中频信号做相关运算，恢复出各信标机的载波信号，使用鉴相器比较观测点信标机与参考信标机之间的相位差，然后送给变形曲线形成模块，将相位差信息转变为建筑物形变信息。

本发明的有益效果在于：本发明提供的大型建筑物变形遥测技术中多址干扰抵消方法克服了现有技术中存在的不足，通过合理设计发端信标机的扩频调制地址码，以及改进收端的接收机相关解扩电路，保证了伪码捕获与跟踪的可靠性，完全解决了现有技术中的多址干扰问题，从而提高了变形监测系统的测量精度，当在信标机越多的时候，这个优点更加突出。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为变形遥测系统总体结构图；

图2为信标机电路结构框图；

图3为遥测接收机电路结构框图。

具体实施方式