[go: up one dir, main page]

RU2760505C1 - Radar method for monitoring the geodetic site of high-altitude hydroelectric dams - Google Patents

Radar method for monitoring the geodetic site of high-altitude hydroelectric dams Download PDF

Info

Publication number
RU2760505C1
RU2760505C1 RU2021104949A RU2021104949A RU2760505C1 RU 2760505 C1 RU2760505 C1 RU 2760505C1 RU 2021104949 A RU2021104949 A RU 2021104949A RU 2021104949 A RU2021104949 A RU 2021104949A RU 2760505 C1 RU2760505 C1 RU 2760505C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
markers
radar
phase
alignment
reflected
Prior art date
Application number
RU2021104949A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Яковлевич Шайдуров
Original Assignee
Георгий Яковлевич Шайдуров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Георгий Яковлевич Шайдуров filed Critical Георгий Яковлевич Шайдуров
Priority to RU2021104949A priority Critical patent/RU2760505C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2760505C1 publication Critical patent/RU2760505C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/22—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/32—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring the deformation in a solid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
    • G01S5/145—Using a supplementary range measurement, e.g. based on pseudo-range measurements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radar system.SUBSTANCE: invention relates to a radar system and can be used for operational monitoring of the deviation from the vertical of high-rise buildings, television towers and other building structures. In the claimed method, a system of reflective corner markers is installed along the upper site. The dam site is remotely irradiated with a radar and the phase difference of the carrier frequency of the radiated and reflected radio signals from the markers is measured. The system is supplemented with a reference marker installed on the shore next to the dam. The markers are alternately modulated by low-frequency signals, and the phase of the signal reflected from the reference marker is measured and stored in the radar receiver, which is then compared with the phase of the signal from the first marker installed on the site. Geometric displacements between neighboring markers are distinguished from the phase difference. After irradiation of all markers, an envelope of geometric displacements of the dam blocks (the geodetic site) is constructed.EFFECT: implementation of remote operational monitoring of large construction structures such as dams of hydroelectric power plants with high accuracy in any weather conditions.3 cl, 3 dwg

Description

Заявляемый способ измерения геометрического смещения верхнего створа высотных плотин радиолокационным методом, относится к системе радиолокации и может быть использован также для оперативного наблюдения за отклонением от вертикали высотных зданий, телевизионных башен и других строительных сооружений.The inventive method for measuring the geometric displacement of the upper section of high-rise dams by the radar method refers to a radar system and can also be used for operational monitoring of the deviation from the vertical of high-rise buildings, television towers and other building structures.

Известен и широко используется на практике способ триангуляционного измерения поверхностей объектов, в котором облучают поверхность объекта плоским зондирующим лазерным лучом, формируют на поверхности объекта линию сканирования, регистрируют отраженное световое излучение в плоскости изображения, ориентированной в соответствии с условием Шеймпфлуга, определяют расстояние до линии сканирования и получают информацию о профиле объекта, отличающийся тем, что плоскость зондирующего лазерного луча ориентируют таким образом, что его проекция на поверхности объекта образует угол 3 с плоскостью, перпендикулярной плоскости триангуляции, в направлении по или против часовой стрелки, а плоскость изображения наклоняют на угол 9 относительно плоскости триангуляции в направлении по или против часовой стрелки, соответственно, согласно выражению θ=arctg[(0,1-0,3)tgβ (патент РФ 2315949 С2, дата приоритета 27.02.2006, дата публикации 27.01.2008, авторы: Венедиктов А.З., Тирешкин В.Н.).Known and widely used in practice is the method of triangulation measurement of surfaces of objects, in which the surface of the object is irradiated with a flat probing laser beam, a scanning line is formed on the surface of the object, reflected light radiation is recorded in the image plane oriented in accordance with the Scheimpflug condition, the distance to the scanning line is determined, and obtain information about the profile of the object, characterized in that the plane of the probing laser beam is oriented in such a way that its projection on the surface of the object forms an angle 3 with the plane perpendicular to the triangulation plane in a clockwise or counterclockwise direction, and the image plane is tilted at an angle of 9 relative to triangulation plane in a clockwise or counterclockwise direction, respectively, according to the expression θ = arctan [(0.1-0.3) tgβ (RF patent 2315949 C2, priority date 02/27/2006, publication date 01/27/2008, authors: Venediktov A .Z., Tireshkin V.N.).

Недостатком этого способа является трудоемкость, длительное время измерений, потребность в хороших метеоусловиях. По этим причинам мониторинг створа производят с длительными периодами, два-три раза в год.The disadvantage of this method is the laboriousness, long measurement time, the need for good weather conditions. For these reasons, the alignment is monitored with long periods, two to three times a year.

Известен способ мониторинга створа, реализуемый при помощи геодезической лазерной дальномерной станции «Leica ScanStation СЮ» (B.C. Михеев «Геодезические светодальномеры» М. Недра, 1979, с 222).A known method of monitoring the alignment, implemented using a geodetic laser rangefinder station "Leica ScanStation CU" (B.C. Mikheev "Geodetic light range finders" M. Nedra, 1979, p. 222).

Недостатками данной системы является высокая стоимость и сильное влияние метеоусловий (туман, осадки, брызги) на скорость распространения оптических колебаний, вносящую большие погрешности на измерение дальности. Заменить на патент времяпролетное сканированиеThe disadvantages of this system are the high cost and strong influence of meteorological conditions (fog, precipitation, spray) on the speed of propagation of optical vibrations, which introduces large errors in measuring the range. Replace time-of-flight scanning with patent

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является радиогеодезический способ дальнометрии, основанный на измерении расстояний путем регистрации разности времени прохождения радиосигнала радиолокационным методом с измерением времени и фазы задержки отраженного радиосигнала от наблюдаемого объекта (Лобачев В.М. «Радиоэлектронная геодезия», М. Недра, 1980, с 327).The closest technical solution to the claimed one is a radio geodetic method of ranging, based on measuring distances by registering the difference in the transit time of a radio signal by a radar method with measuring the time and phase of the delay of the reflected radio signal from the observed object (Lobachev V.M. "Electronic Geodesy", M. Nedra, 1980 , p. 327).

Этот способ позволяет измерять расстояние с точностью 1-10 м, что недостаточно для дистанционного мониторинга створов плотин и ряда других объектов с требуемой погрешностью ±1 мм с дистанции порядка 1000 м [3].This method allows you to measure the distance with an accuracy of 1-10 m, which is not enough for remote monitoring of dam sites and a number of other objects with the required error of ± 1 mm from a distance of about 1000 m [3].

Технической проблемой, которую решает заявленное изобретение, является реализация дистанционного оперативного мониторинга крупных строительных сооружений типа створов плотин ГЭС с высокой точностью в любых метеоусловиях.The technical problem that the claimed invention solves is the implementation of remote operational monitoring of large building structures such as hydroelectric dam gates with high accuracy in any meteorological conditions.

П. 1 Задача решается тем, что вдоль верхнего створа устанавливается система отражающих уголковых маркеров, дистанционно створ облучается радиолокатором и измеряется разность фаз несущей частоты излученного и отраженного от маркеров радиосигналов, расположенных вдоль створа плотины, отличающийся тем, что система дополняется эталонным маркером, установленным на берегу рядом с плотиной, маркеры поочередно модулируются сигналами низкой частоты, в приемнике РЛС измеряется и запоминается фаза отраженного сигнала от эталонного маркера, которая затем сравнивается с фазой отраженного сигнала от первого маркера, установленного на створе, из разности фаз выделяют геометрические смещения между соседними маркерами так, что после облучения пар всех маркеров, строится огибающая геометрических смещений блоков плотины (геодезический створ).Item 1 The problem is solved by the fact that a system of reflective corner markers is installed along the upper alignment, the site is remotely irradiated with a radar and the phase difference of the carrier frequency of the radiated and reflected radio signals located along the dam alignment is measured, characterized in that the system is supplemented with a reference marker installed on on the bank next to the dam, the markers are alternately modulated with low frequency signals, the phase of the reflected signal from the reference marker is measured and stored in the radar receiver, which is then compared with the phase of the reflected signal from the first marker installed on the alignment, geometric displacements between adjacent markers are distinguished from the phase difference as follows that after irradiation of the pairs of all markers, an envelope of geometric displacements of the dam blocks (geodetic alignment) is constructed.

П. 2 Способ по П. 1, отличающийся тем, что фазу отраженного радиосигнала измеряют в хорошую погоду, усредняют результат в течение длительного времени, вычисляют и запоминают скорость распространения радиоволн и расстояние между РЛС и эталонным маркером, которое при облучении всех маркеров, считается опорным, относительно которого затем строится огибающая сдвигов блоков створа.Item 2 The method according to Item 1, characterized in that the phase of the reflected radio signal is measured in good weather, the result is averaged over a long time, the propagation speed of radio waves and the distance between the radar and the reference marker are calculated and stored, which, when all markers are irradiated, is considered a reference , relative to which the envelope of displacements of the alignment blocks is then constructed.

П. 3 Способ по П. 1, отличающийся тем, что разность фаз отраженных сигналов двух соседних маркеров определяет путем сдвига частоты автогенератора в приемнике РЛС и его автоподстройки сигналом управления от фазового детектора, измеряющего сдвиг фаз отраженных сигналов от двух соседних маркеров.Item 3 The method according to Item 1, characterized in that the phase difference of the reflected signals of two adjacent markers is determined by shifting the oscillator frequency in the radar receiver and its auto-tuning by a control signal from a phase detector that measures the phase shift of the reflected signals from two adjacent markers.

Технический результат достигается за счетThe technical result is achieved due to

На фиг. 1 представлена схема измерений геодезического створа арочной плотины Саяно-Шушенской ГЭС заявленным способом: 1 - тело плотины; 2 - нижний бьеф; 3 - верхний бьеф; 4 - береговая линия; 5 - радиолокатор (РЛС); 6 - эталонный отражатель (маркер); 7 - измерительные маркеры; 8 - расстояния прямой видимости между РЛС и маркерами; 9, 10 - радиостанции передачи сигналов связи и синхронизации между РЛС, системой маркеров и оператором станции.FIG. 1 shows a diagram of measurements of the geodetic alignment of the arched dam of the Sayano-Shushenskaya HPP by the claimed method: 1 - the body of the dam; 2 - downstream; 3 - headwater; 4 - coastline; 5 - radar (radar); 6 - reference reflector (marker); 7 - measuring markers; 8 - distance of line of sight between the radar and markers; 9, 10 - radio stations for transmitting communication and synchronization signals between the radar, the marker system and the station operator.

На фиг. 2 представлена схема аппаратного комплекса РЛС, где изображены: 11 - передатчик РЛС; 12 - передающая антенна; 13 - сечение диаграммы направленности антенны (ДН) в районе плотины; 15 - сечение области отражения маркера; 14 - приемная горизонтальная антенна (фазированная антенная решетка ФАР), 10 - синтезатор частот; 16 - малошумящий усилитель приемника; 17 - первый смеситель; 18 - усилитель первой промежуточной частоты (УПЧ); 19 - блок череспериодной компенсации; 20 - второй смеситель; 21 - УПЧ-2; 22 - фазовый детектор, 23 - блок фазовой автоподстройки частоты(ФАПЧ); 24 - управляемый автогенератор; 25 - измеритель разности частот; 26 -измеритель разности фаз; 27 - микроконтроллер.FIG. 2 shows a diagram of the radar hardware complex, which shows: 11 - radar transmitter; 12 - transmitting antenna; 13 - cross-section of the antenna directional pattern (DP) in the area of the dam; 15 - section of the marker reflection area; 14 - receiving horizontal antenna (phased array antenna phased array), 10 - frequency synthesizer; 16 - low noise amplifier of the receiver; 17 - the first mixer; 18 - amplifier of the first intermediate frequency (IFA); 19 - block of overperiodic compensation; 20 - second mixer; 21 - UPCH-2; 22 - phase detector, 23 - phase-locked loop (PLL); 24 - controlled autogenerator; 25 - frequency difference meter; 26 - phase difference meter; 27 - microcontroller.

На фиг. 3 изображены временная эпюра излучаемых (а), принимаемых сигналов (б)FIG. 3 shows the time diagram of the emitted (a), received signals (b)

и спектр принимаемого радиосигнала (в).and the spectrum of the received radio signal (c).

Представленный на фигурах способ реализуется следующим образом. На левом берегу реки в нижнем бьефе ГЭС на расстоянии 1-2 км устанавливается радиолокатор 5 на высоте h1 от уровня горизонта; на правом берегу реки вблизи плотины на высоте h2 - располагают эталонный маркер 6; вдоль верхнего створа плотины монтируют линейную систему измерительных маркеров 7. Пути прохождения радиосигналов от маркеров отмечены расстояниями соответственно r1, r2, … ri. Створ плотины 1 смещается по горизонтали под действием давления воды в водохранилище 3. Синтезатор 10 генерирует сетку рабочих частот излучаемого передатчиком 11 радиосигнала ƒе=10 ГГц, и частоты первого ƒr1=11 ГГц и второго гетеродинов ƒr2=1,1 ГГц. С выхода передатчика радиосигнал поступает на линейную вертикальную фазированную антенную решетку ФАР 12,формирующую на стене верхнего створа плотины, узкую по вертикали и широкую по горизонтали 9 диаграмму направленности.The method presented in the figures is implemented as follows. On the left bank of the river in the downstream of the hydroelectric power station, at a distance of 1-2 km, radar 5 is installed at a height h1 from the horizon; on the right bank of the river near the dam at a height of h2 - place a reference marker 6; along the upper section of the dam, a linear system of measuring markers is mounted 7. The paths of radio signals from the markers are marked with distances r1, r2,… ri, respectively. The dam 1 is displaced horizontally under the action of water pressure in reservoir 3. The synthesizer 10 generates a grid of operating frequencies of the radio signal emitted by the transmitter 11 ƒ e = 10 GHz, and the frequencies of the first ƒ r1 = 11 GHz and the second local oscillators ƒ r2 = 1.1 GHz. From the output of the transmitter, the radio signal enters the linear vertical phased antenna array of HEADLIGHTS 12, which forms a narrow vertically and wide horizontally 9 directional pattern on the wall of the upper section of the dam.

Приемная горизонтальная ФАР 14 формирует узкий луч с сечением 15, сканируемый по горизонтали.The receiving horizontal HEADLIGHT 14 forms a narrow beam with a cross section of 15, scanned horizontally.

Принимаемый сигнал поступает с ФАР 14 через МШУ 16 на первый смеситель 17, на выходе которого образуется сигнал первой промежуточной частоты ƒr1=1,1 ГГц. Далее через УПЧ - 18 этот сигнал проходит блок черезпериодной компенсации 19, компенсирующий радиосигналы, отраженные от всей верхней полусферы на частоте ƒс=10 ГГц, не содержащие частоты модуляции маркеров FM=100 кГц и таким образом на второй смеситель 20 проходит сигнал второй промежуточной частоты ƒП2=100 МГц, поступающий через УПЧ 21 на фазовый детектор 22. На второй вход фазового детектора 22 поступает сигнал опорной частоты ƒОП=100 МГц через систему фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ 23 от автогенератора 24, непрерывно подстраиваемого по частоте через систему ФАПЧ, так что в каждый из периодов коммутации маркеров Т частота автогенератора соответствует отраженному радиосигналу от очередного маркера. С измерителя разности частот 25, соответствующей фазовому сдвигу радиосигналов между двумя соседними маркерами ϕi-ϕi+1. Цифровые сигналы поступают на схему запоминания этой разности 26 и далее в память микроконтроллера 27. Измеренное значение сдвига свора Δr транслируются через радиостанцию 9 на индикатор оператора ГЭС.The received signal comes from the PAA 14 through the LNA 16 to the first mixer 17, at the output of which the signal of the first intermediate frequency ƒ r1 = 1.1 GHz is formed. Then, through the IFA - 18, this signal passes through a periodical compensation block 19, which compensates for radio signals reflected from the entire upper hemisphere at a frequency of ƒ c = 10 GHz, which do not contain the modulation frequency of the markers FM = 100 kHz, and thus the signal of the second intermediate frequency passes to the second mixer 20 ƒ P2 = 100 MHz, coming through the IF amplifier 21 to the phase detector 22. The reference frequency signal ƒ OP = 100 MHz is supplied to the second input of the phase detector 22 through the phase-locked loop frequency control system 23 from the oscillator 24, which is continuously adjusted in frequency through the PLL system, so that in each of the switching periods of the markers T, the oscillator frequency corresponds to the reflected radio signal from the next marker. From the meter of the frequency difference 25, corresponding to the phase shift of radio signals between two adjacent markers ϕ i -ϕ i +1. Digital signals are fed to the circuit for storing this difference 26 and then to the memory of the microcontroller 27. The measured value of the shift of the bundle Δr is transmitted through the radio station 9 to the indicator of the operator of the hydroelectric power station.

Передатчик РЛС 11 формирует в антенне импульсные радиосигналы фиг. 3 а, позволяющие отстроиться по времени от мешающих сигналов, отраженных от подстилающей поверхности, приходящих в приемник с запаздыванием относительно сигналов прямой видимости.The radar transmitter 11 generates pulsed radio signals in the antenna of FIG. 3 a, allowing to tune in time from interfering signals reflected from the underlying surface, arriving at the receiver with a delay relative to the line-of-sight signals.

В спектре сигналов, отраженных маркерами, появляются составляющие верхних и нижних комбинационных частот ƒ±FM с частотой модуляции маркеров FM=100 кГц.In the spectrum of signals reflected by the markers, the components of the upper and lower combination frequencies ƒ ± FM appear with the modulation frequency of the FM markers = 100 kHz.

Период облучения всех маркеров составляет величину n⋅Т, где n - число маркеров. Время коммутации отдельного маркера выбирается порядка Т=1 с. Если при длине створа 800 м расположить 100 маркеров через каждые 8 м, то общее время обзора створа составит 100 с. The irradiation period for all markers is n⋅T, where n is the number of markers. The switching time of an individual marker is selected on the order of T = 1 s. If, with an alignment length of 800 m, 100 markers are placed every 8 m, then the total time of the alignment survey will be 100 s.

Таким образом, заявленный способ позволяет многократно в течение суток освещать весь створ и за счет усреднения показаний получить высокую точность построения створа, не менее чем 1 мм.Thus, the claimed method allows repeatedly during the day to illuminate the entire section and by averaging the readings to obtain a high accuracy of alignment, not less than 1 mm.

Конструктивно система маркеров оформляется в виде металлической или пластмассовой трубы, со щелями в которых устанавливаются уголковые отражатели. Синхронизацию управления включением маркеров и сканирование приемной ФАР осуществляется через радиостанцию 9, что дает возможность одновременного радиоизлучения отраженного от маркера сигнала и переключения луча приемной ФАР на излучающий маркер. Structurally, the system of markers is made in the form of a metal or plastic pipe, with slots in which corner reflectors are installed. Synchronization of the control of the inclusion of markers and scanning of the receiving HEADLIGHT is carried out through the radio station 9, which makes it possible to simultaneously radiate the signal reflected from the marker and switch the beam of the receiving HEADLIGHT to the emitting marker.

Введение в приемники системы пересчета фазового сдвига Δϕ в частоту с помощью автогенератора 24 и ФАПЧ 23 позволяет измерить это приращение с высокой точностью недостигаемой фазометрами.The introduction into the receivers of the system for recalculating the phase shift Δϕ into the frequency using an oscillator 24 and a PLL 23 makes it possible to measure this increment with a high accuracy unattainable by phase meters.

Поскольку Δϕ=ϕi+1-ϕi=ω⋅с(t+Δϕ)-ω⋅c(t)=ω⋅ΔtSince Δϕ = ϕ i + 1-ϕ i = ω⋅с (t + Δϕ) -ω⋅c (t) = ω⋅Δt

где

Figure 00000001
, Δr=10-3 м - временной сдвиг сигнала;where
Figure 00000001
, Δr = 10 -3 m - time shift of the signal;

с=3⋅108 - скорость света, то

Figure 00000002
c = 3⋅10 8 is the speed of light, then
Figure 00000002

Имея в виду, что при преобразовании частоты в смесителях фазовый сдвиг сигнала ƒc переносится на промежуточную частоту ƒПР, то справедливо соотношение:Bearing in mind that when converting the frequency in the mixers, the phase shift of the signal ƒ c is transferred to the intermediate frequency ƒ PR , then the following relation is true:

Figure 00000003
Figure 00000003

Откуда измеряемое приращение частоты автогенератора управляемого ФАПЧ будет равно при смещении створа на Δr=1 мм:Whence the measured increment of the frequency of the oscillator of the controlled PLL will be equal when the alignment is displaced by Δr = 1 mm:

Figure 00000004
Figure 00000004

Таким образом, в потенциале, при минимальных шумах на входе приемника, частотный способ измерения фазового сдвига позволяет измерить расстояние с точностью до микрон.Thus, in potential, with minimal noise at the input of the receiver, the frequency method of measuring the phase shift allows you to measure the distance with an accuracy of microns.

Преимуществом заявленного способа является возможность реализовать постоянный дистанционный и более точный мониторинг смещения тела плотины ГЭС независимо от метеоусловий.The advantage of the claimed method is the ability to implement continuous remote and more accurate monitoring of the displacement of the body of the dam of the hydroelectric power station, regardless of weather conditions.

Claims (3)

1. Радиолокационный способ мониторинга геодезического створа высотных плотин ГЭС, заключающийся в установке вдоль верхнего створа системы отражающих уголковых маркеров, дистанционном облучении створа радиолокатором и измерении разности фаз несущей частоты излученного и отраженного от маркеров радиосигналов, отличающийся тем, что система дополняется эталонным маркером, установленным на берегу рядом с плотиной, маркеры поочередно модулируются сигналами низкой частоты, в приемнике РЛС измеряется и запоминается фаза отраженного сигнала от эталонного маркера, которая затем сравнивается с фазой отраженного сигнала от первого маркера, установленного на берегу рядом со створом, из разности фаз выделяют геометрические смещения между соседними маркерами так, что после облучения пар всех маркеров строится огибающая геометрических смещений блоков плотины (геодезический створ).1. A radar method for monitoring the geodetic alignment of high-rise dams of hydroelectric power stations, which consists in installing a system of reflective corner markers along the upper alignment, remote irradiation of the alignment with a radar and measuring the phase difference of the carrier frequency of radio signals emitted and reflected from the markers, characterized in that the system is supplemented with a reference marker installed on on the bank next to the dam, the markers are alternately modulated with low frequency signals, the phase of the reflected signal from the reference marker is measured and stored in the radar receiver, which is then compared with the phase of the reflected signal from the first marker installed on the bank near the target; from the phase difference, geometric displacements between adjacent markers so that after irradiation of the pairs of all markers, an envelope of geometric displacements of the dam blocks (geodetic alignment) is constructed. 2. Радиолокационный способ мониторинга геодезического створа высотных плотин ГЭС по п.1, отличающийся тем, что фазу отраженного радиосигнала измеряют в хорошую погоду, усредняют результат в течение длительного времени, вычисляют и запоминают скорость распространения радиоволн и расстояние между РЛС и эталонным маркером, которое при облучении всех маркеров считают опорным, относительно которого затем строится огибающая сдвигов блоков створа.2. A radar method for monitoring the geodetic alignment of high-rise dams of hydroelectric power plants according to claim 1, characterized in that the phase of the reflected radio signal is measured in good weather, the result is averaged over a long time, the propagation speed of radio waves and the distance between the radar and the reference marker are calculated and stored, which, when irradiation of all markers is considered to be a reference, with respect to which the envelope of displacements of alignment blocks is then constructed. 3. Радиолокационный способ мониторинга геодезического створа высотных плотин ГЭС по п.1, отличающийся тем, что разность фаз отраженных сигналов двух соседних маркеров определяют путем сдвига частоты автогенератора в приемнике РЛС и его автоподстройки сигналом управления от фазового детектора, измеряющего сдвиг фаз отраженных сигналов от двух соседних маркеров.3. A radar method for monitoring a geodetic alignment of high-rise dams of a hydroelectric power station according to claim 1, characterized in that the phase difference of the reflected signals of two adjacent markers is determined by shifting the frequency of the oscillator in the radar receiver and its auto-tuning by a control signal from a phase detector measuring the phase shift of reflected signals from two adjacent markers.
RU2021104949A 2021-02-25 2021-02-25 Radar method for monitoring the geodetic site of high-altitude hydroelectric dams RU2760505C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021104949A RU2760505C1 (en) 2021-02-25 2021-02-25 Radar method for monitoring the geodetic site of high-altitude hydroelectric dams

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021104949A RU2760505C1 (en) 2021-02-25 2021-02-25 Radar method for monitoring the geodetic site of high-altitude hydroelectric dams

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2760505C1 true RU2760505C1 (en) 2021-11-25

Family

ID=78719414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021104949A RU2760505C1 (en) 2021-02-25 2021-02-25 Radar method for monitoring the geodetic site of high-altitude hydroelectric dams

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2760505C1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1573342A1 (en) * 1988-04-29 1990-06-23 Новосибирский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии Arrangement for checking rectilinearity
GB2312801A (en) * 1996-04-30 1997-11-05 Tagware Ltd Locating and reading tags by phase comparison
RU2405171C1 (en) * 2009-04-17 2010-11-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method for monitoring of dangerous karstic and landslip sections in zone of railway roads with application of natural stable reflections
RU2496124C1 (en) * 2012-08-15 2013-10-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") System for high-precision monitoring of displacements of engineering structures
RU142151U1 (en) * 2013-08-08 2014-06-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное агентство по недропользованию (Роснедра) AUTOMATED HARDWARE AND METHODOLOGICAL COMPLEX (AAMK) OF COLLECTION AND PROCESSING OF DATA ON THE PARAMETERS OF DISPLACEMENT OF ELEMENTS OF THE EARTH'S CRUST
RU2523751C2 (en) * 2012-11-02 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет геодезии и картографии" (МИИГАиК) Method for geodetic measurement of engineering objects and device for realising said method
CN107504914A (en) * 2017-07-28 2017-12-22 安徽威德萨科技有限公司 A kind of danger zone and the deformation monitoring method of alarm
RU2713633C1 (en) * 2019-08-06 2020-02-05 Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» Method of controlling geometry of large-size objects
CN112197690A (en) * 2020-09-30 2021-01-08 深圳市水务规划设计院股份有限公司 Earth-rock dam deformation monitoring method and system based on corner reflector and storage medium

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1573342A1 (en) * 1988-04-29 1990-06-23 Новосибирский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии Arrangement for checking rectilinearity
GB2312801A (en) * 1996-04-30 1997-11-05 Tagware Ltd Locating and reading tags by phase comparison
RU2405171C1 (en) * 2009-04-17 2010-11-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method for monitoring of dangerous karstic and landslip sections in zone of railway roads with application of natural stable reflections
RU2496124C1 (en) * 2012-08-15 2013-10-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") System for high-precision monitoring of displacements of engineering structures
RU2523751C2 (en) * 2012-11-02 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет геодезии и картографии" (МИИГАиК) Method for geodetic measurement of engineering objects and device for realising said method
RU142151U1 (en) * 2013-08-08 2014-06-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное агентство по недропользованию (Роснедра) AUTOMATED HARDWARE AND METHODOLOGICAL COMPLEX (AAMK) OF COLLECTION AND PROCESSING OF DATA ON THE PARAMETERS OF DISPLACEMENT OF ELEMENTS OF THE EARTH'S CRUST
CN107504914A (en) * 2017-07-28 2017-12-22 安徽威德萨科技有限公司 A kind of danger zone and the deformation monitoring method of alarm
RU2713633C1 (en) * 2019-08-06 2020-02-05 Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» Method of controlling geometry of large-size objects
CN112197690A (en) * 2020-09-30 2021-01-08 深圳市水务规划设计院股份有限公司 Earth-rock dam deformation monitoring method and system based on corner reflector and storage medium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ШАЙДУРОВ Г.Я., КУДИНОВ Д.С., ФЕДОТОВ М.Г. Радиолокационный дистанционный метод высокоточного контроля геодезического створа и собственных колебаний плотин // Гидротехническое строительство, 2018, N 3, сс. 26-30. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101080647B (en) Single-channel heterodyne distance measuring method
US7298325B2 (en) Technique for accurate estimate of large antenna inertial two dimensional orientation using relative GPS spatial phase
US3652161A (en) Method and arrangement for measuring distances optically with high precision
US6462699B2 (en) Bistatic radar system for centralized, near-real-time synchronized, processing of data to identify scatterers
US6922166B2 (en) System and method for distance measurement by inphase and quadrature signals in a radio system
US4283726A (en) Dual frequency distance measuring system
US6456229B2 (en) Bistatic radar network having incoherent transmitter operating in a scanning mode to identify scatterers
KR102555054B1 (en) Brainy RTU that measures flow rate of river by converting multipoint radar velocity meter information and various weather observation information into big data and by data-mining, and river flow measurement system that includes the multipoint radar velocity meter and the brainy RTU
EP0842440A4 (en) LOW RANGE LOCATION RADIO SYSTEM
JP7409737B2 (en) radar and radar systems
JP6722002B2 (en) Ground displacement observation system, and measurement target used for it
CN103884317A (en) Real-time monitoring system for settlement of roadbed of high-speed rail
Guo et al. Pseudolite-based lane-level vehicle positioning in highway tunnel
RU2760505C1 (en) Radar method for monitoring the geodetic site of high-altitude hydroelectric dams
RU2262718C1 (en) Method for measuring thickness of snow cover
RU2684965C1 (en) Nonlinear radar system for automatic control of locomotive brakes
RU2797240C1 (en) Method of navigation and distance measurement in extended objects
US20220268921A1 (en) Electrically Scanned Surface Imaging Radar
Henry Some developments in Loran
RU2713633C1 (en) Method of controlling geometry of large-size objects
US20240344863A1 (en) Multipoint radar flow velocity meter, brainy rtu, and river flow measurement system
RU2584332C1 (en) Device for determining motion parameters of target
US3366954A (en) Spectrographical range finder
US2908903A (en) Course and speed indicating system
Hölscher An electro-optical distance measuring system of high accuracy for short ranges