基于载波相位的位移监测方法和位移监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及位移监测技术领域，特别是涉及一种基于载波相位的位移监测方法和 位移监测系统。
【背景技术】
[0002] 在建筑施工、地质灾害、高铁施工、地铁施工及运营等行业中，经常需要监测某个 目标的位移情况，由于位移量的变化涉及到施工安全问题，所以高精度的位移监测就变得 非常重要。
[0003] 现有的监测位移的方式通常为全站仪测量、GPS测量及激光测距这三种。全站仪测 量是选好基准点，由人工使用仪器测量目标到基准点的距离及角度，根据角度及距离计算 监测点的坐标及坐标位移量，这种方法需要定时定点测量，费时费力，而且测量精度差。GPS 测量是在采用GPS定位的方式测量监测点的位移量，这种方法需要使用GPS定位系统，成本 高，并且由于受工地环境条件限制，GPS信号不稳定，所以测量精度差，只能达到厘米级，不 能满足位移监测的高精度要求。激光测距是利用激光对目标的距离进行准确测定，这种方 法虽然精度较高，但是使用的激光设备成本高，影响了其在监测领域的使用。
【发明内容】
[0004] 本发明主要解决的技术问题是提供一种基于载波相位的位移监测方法和位移监 测系统，能够降低位移监测的成本，同时保证较高的监测精度。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于载波相位的 位移监测方法，包括：在基准点向监测点发射预定波长的载波，其中，所述基准点和所述监 测点之间的初始距离预先选定；在所述监测点接收所述载波，并测量所述载波的载波相位； 根据所述初始距离和所述预定波长计算所接收到所述载波的整周数，并根据所述初始距 离、所述预定波长、所述整周数以及所述载波相位计算所述监测点相对于所述基准点的位 移值。
[0006] 优选地，所述根据所述初始距离、所述预定波长、所述整周数以及所述载波相位计 算所述监测点相对于所述基准点的位移值的步骤具体包括：根据所述整周数、所述预定波 长以及所述载波相位计算所述基准点和所述监测点之间的实际距离；根据所述实际距离和 所述初始距离计算所述监测点相对于所述基准点的位移值。
[0007] 优选地，所述载波为GPS系统L1载波、北斗系统B1载波、ZIGBEE载波。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种基于载波相位 的位移监测系统，包括载波发射模块、载波接收模块和位移监测模块，其中：所述载波发射 模块用于在基准点向监测点发射预定波长的载波，其中，所述基准点和所述监测点之间的 初始距离预先选定；所述载波接收模块用于在所述监测点接收所述载波，并测量所述载波 的载波相位，将所述载波相位发送给所述位移监测模块；所述位移监测模块用于根据所述 初始距离和所述预定波长计算所接收到所述载波的整周数，并根据所述初始距离、所述预 定波长、所述整周数以及所述载波相位计算所述监测点相对于所述基准点的位移值。
[0009] 优选地，所述位移监测模块具体用于根据所述整周数、所述预定波长以及所述载 波相位计算所述基准点和所述监测点之间的实际距离，再根据所述实际距离和所述初始距 离计算所述监测点相对于所述基准点的位移值。
[0010] 优选地，所述载波为GPS系统L1载波、北斗系统B1载波、ZIGBEE载波。
[0011] 区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：通过预先选定基准点和监测点的 初始位置，在基准点向监测点发射预定波长的载波，并在监测点计算载波的载波相位，从而 根据初始位置、预定波长、整周数和载波相位可以计算出监测点相对于基准点的位移，由于 仅仅只需要测量载波相位，不需要测量监测点接收到的载波的整周数，从而能够降低位移 监测的成本，同时保证较高的监测精度，可以推广应用到地质灾害预防、高铁建设、地铁建 设等领域，从而产生巨大的生产效益。
【附图说明】
[0012] 图1是本发明实施例基于载波相位的位移监测方法的流程示意图。
[0013] 图2是本发明实施例基于载波相位的位移监测系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0015] 参见图1，是本发明实施例基于载波相位的位移监测方法的流程示意图。本实施例 的位移监测方法包括以下步骤：
[0016] S1 :在基准点向监测点发射预定波长的载波，其中，基准点和监测点之间的初始距 离预先选定。
[0017] 其中，载波可以为GPS系统L1载波、北斗系统B1载波或者ZIGBEE载波，当然，也 可以是其他类型的载波。载波选定后，相应的波长就可以确定。基准点和监测点之间的初 始距离可以通过激光测距或其他方式测量得到。
[0018] S2 :在监测点接收载波，并测量载波的载波相位。
[0019] 其中，载波相位可以通过在监测点设置GPS芯片或者北斗芯片来测量。通常基 准点到监测点之间的载波除了包含整数个周期以外，还包括一个不完整周期，由于在建筑 施工、地质灾害、高铁施工、地铁施工及运营等行业中，即使监测点产生位移，位移值也非常 小，不会超过一个载波波长，因此，基准点到监测点之间的载波的整周数不会产生变化，所 以只需要计算出不完整周期的载波相位，不需要再单独测量基准点到监测点之间的载波的 整周数。
[0020] S3 :根据初始距离和预定波长计算所接收到载波的整周数，并根据初始距离、预定 波长、整周数以及载波相位计算监测点相对于基准点的位移值。
[0021] 其中，在本实施例中，根据初始距离、预定波长、整周数以及载波相位计算监测点 相对于基准点的位移值的步骤具体包括：
[0022] 根据整周数、预定波长以及载波相位计算基准点和监测点之间的实际距离；
[0023] 根据实际距离和初始距离计算监测点相对于基准点的位移值。
[0024] 其中，计算出实际距离后，可以根据实际距离得