[实用新型]一种确定建筑物监测点空间位置的测量系统

说明书

技术领域

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

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。

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。

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

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。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：

一种确定建筑物监测点空间位置的测量系统，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⁺。

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且不能同时有三个点在同一直线上；

(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。

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。

所述的电波和超声波中的信号波为正弦信号波。

所述的电波为无线电波或有线电波。

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。

一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：

(1)被测点运动被限制在某一直线上的测点位置确定：

设被测点在x轴上运动：在x轴上n个位置i设置信号发射装置S_i，其中i＝1，2，……，n；n≥1；在N个被测点m设置信号接收装置R_m，m＝1，2，……，N；N≥1；各信号发射点i与被测点m间的距离D_im，被测点m的定位坐标x_m与发射点i的定位坐标x_i存在如下关系：

|x_m-x_i|＝D_im i＝1,2,n；

x_m＝x_i±D_im i＝1,2,n；

如果n＝1，则x_m有两个解，所确定的点I_m为重解；可根据被测点的布置实际情况确定一个正确解；

如果n>1，可求下式的极小值确定x_m：