当前位置:主页 > 科技论文 > 自动化论文 >

微位移监测系统关键技术研究

发布时间:2018-01-10 06:15

  本文关键词:微位移监测系统关键技术研究 出处:《电子科技大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 微位移监测 地基D-InSAR 宽带LFMCW FS成像算法 相位解缠


【摘要】:微位移监测对山体滑坡等自然地质灾害或是大型建筑物的安全监测有着十分重要的意义。与传统测量方式相比,合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)具有低成本、高精度、全天候实时远程连续监测的独特优势。对于局部区域的形变监测,地基D-InSAR技术具有广泛的应用前景。本文的主要工作围绕地基D-InSAR中使用的合成孔径技术、差分干涉测量技术与宽带线性调频连续波三大关键技术展开,重点对地基D-InSAR进行了系统设计和仿真验证。首先围绕局部目标区域微位移特点,研究建立了地基D-InSAR监测系统观测模型,推导了地基D-InSAR测量形变流程,详细分析了影响测量的因素,包括相干源与真值解算误差。然后针对如何提高地基D-InSAR系统距离分辨率,研究了宽带线性调频连续波(LFMCW)技术。并针对采用宽带LFMCW体制的地基D-InSAR系统,研究推导了将发射信号作为参考信号的改进频率变标(FS)成像算法。接着针对微位移检测方法,为了提高系统的测量精度,本文对地基D-InSAR监测系统的干涉条纹、图像配准、图像噪声及滤波方法进行了研究。其中,重点研究了相位解缠绕算法,从运行时间与精度两个面对枝切法、质量引导法与等权最小二乘法进行仿真比较,选择枝切法作为本文地基D-InSAR系统的主要解缠绕方法。最后本文根据理论研究成果,设计了一套基于宽带LFMCW的地基D-InSAR监测系统,其监测范围为100m到4000m,采用了调频带宽500MHz、载频10GHz的线性调频连续波。该设计中,信号处理板利用单片AD9240进行5MHz的高精度采样,利用单片Xilinx-XC7VX690T-FPGA进行高速成像。本文给出了板卡功能框图及信号处理流程,并利用MATLAB平台对参数设计与系统设计进行了仿真验证,证明了测量精度可达1mm。系统拥有精度高、功耗低、成本低与可实现性高等特点。
[Abstract]:Micro-displacement monitoring is of great significance to the safety monitoring of natural geological hazards such as landslides or large buildings. Synthetic Aperture Radar Interferometry (InSAR) has the unique advantages of low cost, high precision, real-time remote continuous monitoring around the clock, and can be used to monitor deformation in local areas. The ground-based D-InSAR technology has a wide application prospect. The main work of this paper focuses on the synthetic aperture technology used in ground-based D-InSAR. Differential interferometry and wideband LFM continuous wave are the three key technologies. The system design and simulation of ground-based D-InSAR are emphasized. Firstly, the characteristics of micro-displacement in local target region are discussed. The observation model of ground-based D-InSAR monitoring system is established, the deformation flow of ground D-InSAR measurement is deduced, and the factors affecting the measurement are analyzed in detail. The error between coherent source and true value is included. Then, how to improve the range resolution of ground-based D-InSAR system is discussed. The broadband LFM continuous wave (LFMCW) technology is studied, and the ground-based D-InSAR system using wideband LFMCW system is studied. The improved FS-based imaging algorithm which takes the transmitted signal as the reference signal is studied and deduced. Then, aiming at the micro-displacement detection method, the measurement accuracy of the system is improved. In this paper, interference fringes, image registration, image noise and filtering methods of ground-based D-InSAR monitoring system are studied. The operation time and accuracy of the two face branch cutting method, quality guidance method and equal weight least square method were simulated and compared. The branch tangent method is chosen as the main unwinding method of the ground-based D-InSAR system. Finally, according to the theoretical research results. A ground-based D-InSAR monitoring system based on wideband LFMCW is designed. Its monitoring range is 100m to 4000m, and the frequency modulation bandwidth is 500MHz. In this design, the signal processing board uses a single chip AD9240 to carry out high precision sampling at 5MHz. In this paper, the function block diagram of the board and the signal processing flow are given. The simulation of parameter design and system design based on MATLAB platform proves that the measurement precision can reach 1 mm. the system has the characteristics of high precision, low power consumption, low cost and high realizability.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TH822;TP274

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈志波,简文彬;位移监测在边坡治理工程中的应用[J];岩土力学;2005年S1期

2 应向东;黄腊石滑坡深部位移监测分析[J];长江科学院院报;2000年02期

3 靳晓光,王兰生,李晓红;位移监测在滑坡时空运动研究中的应用[J];山地学报;2002年05期

4 沈军辉,孙宝俊,靳晓光,蒋永生;位移监测在滑坡评价预测中的应用[J];东南大学学报(自然科学版);2002年05期

5 谭玉才;潘殿琦;段富凯;张新磊;;深层侧向位移监测技术在某滑坡中的应用[J];长春工程学院学报(自然科学版);2008年04期

6 何嵩源;梁晟;;某滑坡位移监测及预报方法研究[J];华商;2008年03期

7 张德成;徐则民;王志奇;;滑坡位移的时序分析——以楚勐公路K64+200~K64+228路基滑坡为例[J];地球与环境;2011年02期

8 段富凯;谭玉强;;深层位移监测在晴兴高速某滑坡勘察中的应用[J];中国水运(下半月);2014年08期

9 王晓明;软土地基筑坝过程中的位移监测[J];建筑施工;2005年07期

10 李伟;史宏彦;朱清泉;;广州同和地铁站基坑位移监测成果分析[J];广东土木与建筑;2009年04期

相关会议论文 前10条

1 史云;陈实;冯苍旭;王世鼎;;地质灾害监测新仪器——激光微小位移监测系统[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年

2 谢向桂;罗洁;罗剑;;贵州省仁赤公路旺隆滑坡深部岩土位移监测[A];贵州省岩石力学与工程学会2013年学术年会论文集[C];2013年

3 马如坤;;围岩动态位移监测有效性分析及其洞室稳定性判定[A];水电与矿业工程中的岩石力学问题——中国北方岩石力学与工程应用学术会议文集[C];1991年

4 王镇武;谢谟文;廖野澜;;灰色预报在岩体位移监测中的应用[A];面向国民经济可持续发展战略的岩石力学与岩石工程——中国岩石力学与工程学会第五次学术大会论文集[C];1998年

5 张雷;曹吉庆;叶勇;;岩体边坡工程中的位移监测及分析[A];2002年中国西北部重大工程地质问题论坛论文集[C];2002年

6 尚祖光;石振明;;杭州某地铁站基坑开挖侧向位移预测与分析[A];2010年全国工程地质学术年会暨“工程地质与海西建设”学术大会论文集[C];2010年

7 刘艳辉;刘大安;潘炜;程东幸;郭华锋;;岩质边坡位移监测资料分析方法[A];第七届全国工程地质大会论文集[C];2004年

8 应向东;;长江三峡黄腊石滑坡深部位移监测[A];自然边坡稳定性分析暨华蓥山边坡变形趋势研讨会论文集[C];1991年

9 张雷;石振明;王兵;;位移监测在边坡工程中的应用及定量分析[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年

10 何金平;施玉群;廖文来;唐敏;;基于GPS技术的大坝位移监测系统[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年

相关博士学位论文 前1条

1 张永权;基于惯性测量的滑坡位移监测研究[D];中国地质大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 张维科;塔子坪滑坡滑动实时位移监测预警及数据分析[D];西南科技大学;2015年

2 周杨鹏;微位移监测系统关键技术研究[D];电子科技大学;2016年

3 张巨升;改进灰色因果时序组合模型在大坝位移监测中的应用研究[D];合肥工业大学;2014年

4 韩舸;基于外因响应的分阶段滑坡位移预测模型研究[D];中国地质大学;2012年

5 刘天浩;滑坡位移序列的支持向量机预测[D];东北大学;2005年

6 张国栋;结构动态位移监测与数字图像处理研究与应用[D];华中科技大学;2005年

7 史华;大冶铁矿塌陷区位移监测系统[D];武汉工程大学;2013年

8 张园园;深基坑围护结构位移监测与信息管理系统研究[D];南京林业大学;2011年

9 广建芳;坝体位移监测系统及无源传感器的设计与实现[D];河北工程大学;2014年

10 张伟;基于GPS的输油管道异常位移监测算法的研究[D];中国石油大学(华东);2013年



本文编号:1404174

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/1404174.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a31a0***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com