本發(fā)明涉及一種測量方法，具體涉及一種基于微波干涉的索力遙感測量方法。

背景技術(shù)：

拉索作為一種承受拉力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，廣泛應(yīng)用于橋梁工程中，由于準(zhǔn)確測量拉索的索力狀態(tài)是衡量大橋是否處于正常運(yùn)營狀態(tài)的一個重要手段，且拉索索力監(jiān)測為橋梁的安全與健康的準(zhǔn)確分析提供重要依據(jù)，因此，對橋梁的拉索索力進(jìn)行測量意義重大。

橋梁拉索索力的測量是工程界的一個難題，對索力的測量是在國內(nèi)外橋梁領(lǐng)域受到廣泛重視的一項研究課題。目前比較常用的方法有壓力表測定法、頻率測量法、磁通量法。在這些方法中，壓力表測量法簡單易行，但其不適宜成橋后的測量；磁通法應(yīng)用較少；頻率法是廣泛采用的方法，而目前廣泛采用加速度計固定在拉索的底端位置處，通過測量拉索振動的加速度信息來獲得振動頻率信息，該方法存在的問題：1、接觸式、單條拉索測量，效率低下；2、測量位置在拉索的底部，而不在測量最準(zhǔn)確的拉索中間位置，所以測量值不準(zhǔn)確；3、長時間加速度計測量將存在受溫漂而產(chǎn)生較大的偏置的現(xiàn)象?；谖⒉ǜ缮娴乃髁b感測量技術(shù)是一種全新的索力測量技術(shù)，結(jié)合寬帶信號脈沖壓縮技術(shù)，相位干涉測量技術(shù)，目標(biāo)檢測技術(shù)和基頻提取技術(shù)，它能夠?qū)崿F(xiàn)對索力的遠(yuǎn)程遙感測量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種基于微波干涉的索力遙感測量方法，本發(fā)明能夠同時測量到多條拉索的索力值，這不僅提高了橋梁拉索的索力檢測效率，還可以廣泛應(yīng)用于拉索的調(diào)索和換索工程，極大簡化工程難度，可以有效解決背景技術(shù)中的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種基于微波干涉的索力遙感測量方法，包括以下步驟：

步驟一：首先利用寬帶信號的脈沖壓縮，得到拉索的在距離上的散射包絡(luò)，接著利用峰值檢測算法作拉索的識別；

步驟二：在識別拉索后，利用相位干涉測量技術(shù)，通過測量的兩次回波相位結(jié)果、，求出拉索目標(biāo)在兩次發(fā)射信號間隔內(nèi)的振動位移，其中是發(fā)射信號波長；

步驟三：通過步驟二得到的振動位移結(jié)果之后對拉索振動過程進(jìn)行頻譜分析，，利用峰值檢測算法檢測拉索各階振動頻率；

步驟四：通過步驟三得到的振動頻率作基于頻譜顯著度的基頻提取，根據(jù)峰值檢測算法檢測得到的各階振動頻率，構(gòu)造函數(shù)，其中是第階頻率點(diǎn)加權(quán)值，是第階頻率點(diǎn)的信雜比，對峰值檢測算法檢測到的各個拉索振動頻率求取函數(shù)值，根據(jù)求得的函數(shù)值將基頻自動拾取出來；利用上述步驟四測到的基頻值，利用弦振動法的索力—基頻公式：，推算出索力值。

當(dāng)時，對應(yīng)即為基頻值，其中代表索力值，代表單位索長的質(zhì)量，代表有效索長，拉索代表抗彎剛度。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：一種基于微波干涉的索力遙感測量方法與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明能夠同時測量到多條拉索的索力值，這不僅提高了橋梁拉索的索力檢測效率，還可以廣泛應(yīng)用于拉索的調(diào)索和換索工程，極大簡化工程難度。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。

在附圖中：

圖1是本發(fā)明的應(yīng)用示意圖；

圖2是本發(fā)明的原理流程示意圖；

圖3是本發(fā)明的拉索識別技術(shù)結(jié)果圖；

圖4是本發(fā)明的單根拉索位移值測量結(jié)果圖；

圖5是本發(fā)明的單根拉索振動頻率檢測結(jié)果圖；

圖6是本發(fā)明的多根拉索基頻檢測結(jié)果圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例：請參閱圖1-6，本發(fā)明提供了一種基于微波干涉的索力遙感測量方法，該索力測量方法屬于頻率法測量索力，但與加速度計等傳統(tǒng)頻率法測量手段不同的是，該方法是通過測量拉索的振動位移，再利用測得的位移值去推算拉索的振動頻率，獲得頻率值后再根據(jù)頻率與索力的關(guān)系式換算出拉索的索力值；

試驗場景如圖1所示，首先利用寬帶信號的脈沖壓縮，得到拉索在距離上的散射情況，接著利用拉索識別技術(shù)作拉索的識別，經(jīng)過拉索識別后得到如圖3所示的結(jié)果；在識別拉索后，利用微波干涉測量技術(shù)，測量出拉索目標(biāo)的振動位移結(jié)果；

如圖4所示為某一根拉索在15秒內(nèi)的位移曲線；在圖4結(jié)果的基礎(chǔ)上，對拉索振動過程進(jìn)行頻譜分析，得到如圖5所示為檢測到的拉索各階振動頻率；

在圖5的基礎(chǔ)上做基頻提取，如圖6所示為一次試驗測量所測量到的所以20根拉索的基頻值；利用上述測到的基頻值，利用弦振動法的索力—基頻公式：推算出索力值，當(dāng)時，對應(yīng)即為基頻值，其中代表索力值，代表單位索長的質(zhì)量，代表有效索長，代表抗彎剛度。

需要說明的是，本發(fā)明的主要技術(shù)原理為：

（1）、寬帶信號脈沖壓縮技術(shù)；雷達(dá)產(chǎn)生寬帶信號，經(jīng)過發(fā)射天線向被測方向輻射出去，接收天線接收來自于空間目標(biāo)反射回來的信號，經(jīng)混頻、濾波等得到中頻信號，經(jīng)過脈沖壓縮處理，得到目標(biāo)物在雷達(dá)視線方向上的分布；主要特點(diǎn)為：由于雷達(dá)發(fā)射寬帶信號，所以雷達(dá)在視線方向上具有距離分辨能力，目標(biāo)在雷達(dá)距離分辨單元允許范圍內(nèi)將能夠同時進(jìn)行形變測量，因此具有多目標(biāo)測量能力。

（2）、差分干涉技術(shù)；雷達(dá)發(fā)射連續(xù)波信號，在同一個目標(biāo)處，雷達(dá)連續(xù)兩次接收到的回波信號的相位分別為、，則目標(biāo)在這兩次發(fā)射信號時間間隔之間發(fā)生的形變量為，其中為發(fā)射信號的波長。主要特點(diǎn)為：通過相位去推算出形變量，目標(biāo)形變測量將有更高的精度。（3）、拉索目標(biāo)識別和基頻提取技術(shù)；根據(jù)目標(biāo)在一維距離上的散射情況，利用目標(biāo)檢測技術(shù)識別拉索；根據(jù)目標(biāo)振動的位移情況作頻譜變換及頻率提取。拉索目標(biāo)識別技術(shù)實現(xiàn)了拉索位置與測量結(jié)果的對應(yīng)，使測量結(jié)果真實有效；拉索基頻提取技術(shù)實現(xiàn)了拉索的振動基頻提取，可直接用于索力值的推算。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。