多目标微变形分时遥测方法及其fpga实现

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1、多目标微变形分时遥测方法及其FPGA实现重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：李康男指导教师：王韬副教授专业：电路与系统学科门类：工学重庆大学通信工程学院二O一五年五月Time-DivisionMicroDeformationTelemetryforMulti-TargetandItsFPGA-basedImplementationAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByLiKangna

2、nSupervisedbyAssociateProf.WangTaoSpecialty:CircuitandSystemCollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着技术水平的不断提升，人类需求的不断增长，大跨度桥梁、水坝、高层住宅等大型建筑物越来越多的出现在我们的生活当中。然而，由于建筑材料老化、灾害天气及偶然事故等因素，不少建筑都存在或多或少的问题，而这些建筑的安全与否，可能直接关系到人类的生命财产安全。因此，如何精确

3、地对大型建筑物的微小形变进行实时监测变得十分重要。首先，本文对现有的变形监测技术进行分析，比较了不同方法的优劣，简要介绍了一种基于扩频技术及微波比相技术的大型建筑物变形遥测方法，总结了该方法中各个模块的电路结构，并以原理图的形式说明其工作原理。接着，针对该系统中的多址干扰问题，提出了分时遥测方法，即参考点天线持续发射无线电参考信号，各观测点天线共用无线电信标机分时发射无线电遥测信号，通过计算各遥测信号与参考信号之间的相对相位差来实现各观测点天线的微变形测量；同一时间段内，只有参考信号与一路遥测信号到达接收天线，只能对一个观测点的位移进行监测。该方法的优势在于：①减

4、少伪随机码的使用数量，降低对伪码的设计要求；②能够减小监测过程中的多址干扰对系统精度的影响；③减小了设备体积，降低了系统成本。分时遥测技术的关键在于如何准确的获得分时信息，即如何确定某一时刻到达接收天线的扩频信号来自于哪一个观测点；根据获得分时信息手段的不同，本文提出了分时遥测方法的三种实现方式，并分析了不同方式的优势与不足之处。最后，以多目标微变形分时遥测方法为理论基础，完成了信标机与接收机的设计，包括伪码生成模块、开关控制逻辑信号的调制解调模块、扩频解扩模块、伪码同步模块、载波分离模块及鉴相模块等，并使用ISE、Modelsim等工具完成该方法的电路设计、实现

5、、综合和功能仿真，验证了其正确性，并在开发板上进行了自发自收的测试，为分时遥测方法的实际应用奠定了基础。关键词：变形监测，分时遥测，多址干扰，扩频技术I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTWiththedevelopmentoftechnologyandthegrowingrequirementsofpeople,therearemoreandmorelarge-scalebuildingssuchaslong-spanbridges,damsandhigh-riseflatsappearinginourlives.However,becauseofthe

6、factorslikebuildingmaterialaging,disastrousweatherandaccidents,mostbuildingshavepotentialproblemswhicharedirectlyrelatedtosafetyofpeople'slifeandproperty.Asaresult,itisimportanttomonitorthemicrodeformationofthesebuildingsinrealtime.Firstly,theexistingdeformationmonitoringtechnologiesa

7、reanalysedandcompared.Abriefintroductiononthemicrodeformationmeasuringmethodbasedonspreadingspectrumtechnologyandcarrierphasediscriminationisgiven.Thestructureofcircuitsandoperatingprinciplearealsoillustratedbyblockdiagramandschematicdiagram.Secondly,time-divisiontelemetryisproposedto

8、overc