JP2001272448A - Seismic displacement measurement device for structures - Google Patents
Seismic displacement measurement device for structuresInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の構造物の震動変位計測装置は、多数の
光学式カメラを必要とするために、多大のコストを要す
るという課題があった。
【解決手段】 構造物の震動変位計測装置において、互
いに異なる周波数の電波を送信する複数の電波送信機2
と、複数のアンテナ3と、アンテナ3で受信された信号
を各電波送信機2から送信される電波毎の信号に弁別す
る帯域通過フィルタ7と、2つのアンテナ3間での受信
電波の位相差を検出する位相差検出手段8と、3つの等
位相差面の交点を求めて電波送信機2の位置を推定する
測位計算手段9とを備える。
(57) [Summary] [Problem] A conventional vibration displacement measuring device for a structure has a problem that a large amount of cost is required because many optical cameras are required. SOLUTION: In a structural vibration displacement measuring device, a plurality of radio transmitters 2 transmitting radio waves of different frequencies from each other.
A plurality of antennas 3, a band-pass filter 7 for discriminating a signal received by the antenna 3 into a signal for each radio wave transmitted from each radio wave transmitter 2, and a phase difference between received radio waves between the two antennas 3 And a position calculating means 9 for finding the intersection of three equal phase difference planes and estimating the position of the radio wave transmitter 2.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、電波を用いて被
測定対象の構造物の震動による歪みや基準位置からの変
位量を測定する構造物の震動変位計測装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring a vibration of a structure to be measured by measuring the distortion and the displacement from a reference position of the structure to be measured by using radio waves.
【0002】[0002]
【従来の技術】加震機上に載せられた建造物の応答や橋
梁等の構造物の震動による変位や歪みを計測すること
は、耐震性向上または疲労破壊防止等の研究に大変有用
である。震動による変位や歪みを測定するためには、構
造物全体に分布する複数の計測点の位置を精密に測定す
る必要がある。但し、例えばビルの壁面の揺れを解析す
る場合を想定すればわかるように、このような計測点は
一般に広範囲に分散して存在する。2. Description of the Related Art Measuring the response of a building mounted on a shaker or the displacement or strain of a bridge or other structure due to vibration is very useful for research on improving earthquake resistance or preventing fatigue failure. . In order to measure displacement and strain due to vibration, it is necessary to precisely measure the positions of a plurality of measurement points distributed over the entire structure. However, as can be understood by assuming, for example, the case of analyzing the shaking of the wall surface of a building, such measurement points are generally dispersed over a wide range.
【0003】図9は、従来の構造物の震動変位計測装置
の例を示す概略図である。図において、101は計測対
象である建造物の壁面、102は光学式のカメラ、10
3はカメラ102の画像を位置情報に変換する測位計算
手段である。複数のカメラ102が計測点を視野に入れ
て、ステレオ視することにより計測点の変位を計測す
る。FIG. 9 is a schematic view showing an example of a conventional vibration displacement measuring device for a structure. In the figure, 101 is a wall surface of a building to be measured, 102 is an optical camera, 10
Reference numeral 3 denotes a positioning calculation unit that converts an image of the camera 102 into position information. The plurality of cameras 102 measure the displacement of the measurement point by viewing the measurement point in the field of view and stereoscopically viewing.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の構造物の震動変
位計測装置は以上のように構成されているので、光学式
のカメラ102の視野は計測対象である構造物の壁面1
01に比べると狭く、壁面に広く分散した全ての計測点
の変位を同時に測定するためには、各計測点毎あるいは
隣接する計測点から構成される各グループ毎にそれぞれ
視野を向けた多数のカメラが必要となる。但し、カメラ
102の位置を計測対象である壁面101から十分に離
せば1つのカメラの視野に多数の計測点を捉えることが
できるが、カメラと計測点の距離が離れれば変位計測の
計測精度が劣化する。したがって、従来の構造物の震動
変位計測装置では、多数のカメラを要することが避けら
れず、そのため多大のコストを要するという課題があっ
た。Since the conventional apparatus for measuring the vibration displacement of a structure is constructed as described above, the field of view of the optical camera 102 is the wall 1 of the structure to be measured.
In order to simultaneously measure the displacements of all measurement points that are narrower than 01 and widely distributed on the wall, a large number of cameras with different fields of view for each measurement point or for each group consisting of adjacent measurement points Is required. However, if the position of the camera 102 is sufficiently separated from the wall surface 101 to be measured, many measurement points can be captured in the field of view of one camera. However, if the distance between the camera and the measurement point is large, the measurement accuracy of the displacement measurement becomes high. to degrade. Therefore, in the conventional vibration displacement measuring device for a structure, it is inevitable that a large number of cameras are required, and therefore, there is a problem that a large cost is required.
【0005】また、従来の構造物の震動変位計測装置で
は、光学画像により変位を計測するために、照明等の周
囲環境に計測精度が大きく影響されるという課題があっ
た。Further, in the conventional vibration displacement measuring device for a structure, since the displacement is measured by using an optical image, there is a problem that the measurement accuracy is greatly affected by the surrounding environment such as lighting.
【0006】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、構造物の広い測定範囲における
各計測点の変位を同時かつ精密に低コストで測定するこ
とができる構造物の震動変位計測装置を得ることを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has been developed for a structure capable of simultaneously and precisely measuring the displacement of each measurement point in a wide measurement range of the structure at low cost. The purpose is to obtain a vibration displacement measuring device.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明に係る構造物の
震動変位計測装置は、計測点毎に設けられて互いに異な
る周波数の電波を送信する複数の電波送信機と、互いに
異なる位置に配置された複数のアンテナと、それぞれの
アンテナ毎に設けられて、それぞれのアンテナで受信さ
れた信号を電波送信機毎の対応する周波数帯の信号に弁
別する複数の帯域通過フィルタと、複数のアンテナのな
かの2つのアンテナに係る少なくとも3つの異なる組み
合わせについて、電波送信機から送信される異なる周波
数の電波毎に、それぞれの組み合せに係る2つのアンテ
ナ間での受信電波の位相差を検出する位相差検出手段
と、電波送信機から送信される異なる周波数の電波毎
に、2つのアンテナに係る少なくとも3つの異なる組み
合せについての位相差からそれぞれ導かれる少なくとも
3つの等位相差面の交点を求めて、当該周波数の電波を
送信する電波送信機の位置を推定する測位計算手段とを
備えるようにしたものである。According to the present invention, there is provided an apparatus for measuring a vibration displacement of a structure according to the present invention, comprising: a plurality of radio transmitters provided at each measurement point for transmitting radio waves having different frequencies; A plurality of antennas, a plurality of band-pass filters provided for each antenna, and a plurality of band-pass filters for discriminating a signal received by each antenna into a signal of a corresponding frequency band for each radio wave transmitter; Phase difference detecting means for detecting a phase difference of a received radio wave between the two antennas of each combination for at least three different combinations of the two antennas for each radio wave of a different frequency transmitted from the radio transmitter. And the phase difference for at least three different combinations of two antennas for each different frequency of radio waves transmitted from the radio transmitter Seeking at least three intersections of equal phase differences surface directed et respectively, is obtained by so and a positioning calculation means for estimating the position of a radio wave transmitter for transmitting a radio wave of the frequency.
【0008】この発明に係る構造物の震動変位計測装置
は、測位計算手段が受信機の経路に係る透過位相誤差に
起因する2つのアンテナの組み合せについての位相差誤
差を補正するための透過位相差補正量を記憶する位相差
補正量記憶部を備えるようにしたものである。According to a vibration displacement measuring apparatus for a structure according to the present invention, a positioning calculation means corrects a phase difference error of a combination of two antennas caused by a transmission phase error related to a path of a receiver. A phase difference correction amount storage unit for storing a correction amount is provided.
【0009】この発明に係る構造物の震動変位計測装置
は、既知の位置に配置される電波送信機を備えるように
したものである。[0009] A vibration displacement measuring device for a structure according to the present invention includes a radio wave transmitter arranged at a known position.
【0010】この発明に係る構造物の震動変位計測装置
は、計測点毎に設けられ、それぞれが割り当てられた個
別の周波数に対して2種類のキャリア周波数を作用させ
て、それぞれ2種類の周波数の電波を送信する複数の電
波送信機と、互いに異なる位置に配置された複数のアン
テナと、各キャリア周波数を単位として、それぞれのア
ンテナ毎に設けられて、それぞれのアンテナで受信され
た信号を電波送信機毎の個別の周波数帯の信号に弁別す
る複数の帯域通過フィルタと、各キャリア周波数を単位
として、複数のアンテナのなかの2つのアンテナに係る
少なくとも3つの異なる組み合わせについて、電波送信
機から送信される異なる周波数の電波毎に、それぞれの
組み合せに係る2つのアンテナ間での受信電波の位相差
を検出する位相差検出手段と、電波送信機毎に、2つの
アンテナに係るそれぞれの組み合せに対してキャリア周
波数毎に求められた2つの位相差からそれぞれの組み合
せに係る等位相差面を確定して、確定された少なくとも
3つの位相差面の交点を求めて、当該電波発信機の位置
を推定する測位計算手段とを備えるようにしたものであ
る。[0010] The vibration displacement measuring device for a structure according to the present invention is provided for each measuring point, and applies two types of carrier frequencies to the individual frequencies assigned to each of the measuring points, thereby obtaining two types of frequencies. A plurality of radio wave transmitters for transmitting radio waves, a plurality of antennas arranged at different positions from each other, and a plurality of antennas are provided for each antenna in units of each carrier frequency, and a signal received by each antenna is transmitted by radio wave. A plurality of band-pass filters for discriminating signals in individual frequency bands for each device, and at least three different combinations of two antennas among a plurality of antennas in units of each carrier frequency, are transmitted from the radio wave transmitter. Phase difference for detecting the phase difference of the received radio wave between two antennas of each combination for each radio wave of different frequency Output means and, for each radio wave transmitter, an equiphase difference plane for each combination is determined from two phase differences obtained for each carrier frequency for each combination for the two antennas. And a positioning calculation means for determining an intersection of at least three phase difference planes and estimating the position of the radio wave transmitter.
【0011】この発明に係る構造物の震動変位計測装置
は、計測点毎に設けられて互いに直交する変調コードで
それぞれ変調された電波を送信する複数の電波送信機
と、互いに異なる位置に配置された複数のアンテナと、
それぞれのアンテナ毎に設けられて、それぞれのアンテ
ナで受信された信号を電波送信機から送信される信号毎
に弁別するように電波送信機毎の変調コードにそれぞれ
対応可能である複数のマッチトフィルタと、複数のアン
テナのなかの2つのアンテナに係る少なくとも3つの異
なる組み合せについて、電波送信機から送信される異な
る変調コードで変調された電波毎に、それぞれの組み合
せに係る2つのアンテナ間での受信電波の位相差を検出
する位相差検出手段と、電波送信機から送信される異な
る変調コードで変調された電波毎に、2つのアンテナに
係る少なくとも3つの異なる組み合せについての位相差
からそれぞれ導かれる少なくとも3つの等位相差面の交
点を求めて、当該変調コードで変調された電波を送信す
る電波送信機の位置を推定する測位計算手段とを備える
ようにしたものである。A vibration displacement measuring device for a structure according to the present invention is provided at a plurality of radio wave transmitters provided at each measurement point and transmitting radio waves modulated by orthogonal modulation codes, respectively, at different positions. Multiple antennas,
A plurality of matched filters provided for each antenna and capable of corresponding to modulation codes of each radio transmitter so as to discriminate signals received by each antenna for each signal transmitted from the radio transmitter. And for at least three different combinations of two antennas among a plurality of antennas, for each radio wave modulated with a different modulation code transmitted from a radio transmitter, reception between the two antennas of each combination is performed. Phase difference detecting means for detecting a phase difference between radio waves, and at least each radio wave modulated with a different modulation code transmitted from the radio wave transmitter, at least each of which is derived from the phase difference for at least three different combinations of the two antennas. The position of an electric wave transmitter that transmits an electric wave modulated by the modulation code by finding an intersection of three equal phase difference surfaces. Estimating a is obtained by so and a positioning computation unit.
【0012】この発明に係る構造物の震動変位計測装置
は、計測点毎に設けられて互いに異なる送信タイミング
を有する電波を送信する複数の電波送信機と、互いに異
なる位置に配置された複数のアンテナと、それぞれのア
ンテナ毎に設けられて、それぞれのアンテナで受信され
た信号を電波送信機から送信される信号毎に弁別するよ
うに電波送信機毎の送信タイミングにそれぞれ同期して
導通状態となる複数のスイッチと、複数のアンテナのな
かの2つのアンテナに係る少なくとも3つの異なる組み
合せについて、電波送信機から送信される異なる送信タ
イミングを有する電波毎に、それぞれの組み合せに係る
2つのアンテナ間での受信電波の位相差を検出する位相
差検出手段と、電波送信機から送信される異なる送信タ
イミングを有する電波毎に、2つのアンテナに係る少な
くとも3つの異なる組み合せについての位相差からそれ
ぞれ導かれる少なくとも3つの等位相差面の交点を求め
て、当該送信タイミングを有する電波を送信する電波送
信機の位置を推定する測位計算手段とを備えるようにし
たものである。A vibration displacement measuring device for a structure according to the present invention includes a plurality of radio transmitters provided for each measurement point and transmitting radio waves having different transmission timings, and a plurality of antennas arranged at different positions from each other. Is provided for each antenna, and becomes conductive in synchronization with the transmission timing of each radio transmitter so that signals received by each antenna are discriminated for each signal transmitted from the radio transmitter. For at least three different combinations of the plurality of switches and two of the plurality of antennas, for each radio wave having a different transmission timing transmitted from the radio wave transmitter, the difference between the two antennas of the respective combination is determined. Phase difference detecting means for detecting the phase difference of the received radio wave, and having different transmission timings transmitted from the radio wave transmitter For each wave, determine the intersection of at least three equal phase difference planes derived from the phase differences for at least three different combinations of the two antennas, and determine the position of the radio transmitter transmitting the radio wave having the transmission timing. And a positioning calculation means for estimating the position.
【0013】この発明に係る構造物の震動変位計測装置
は、計測点毎に設けられて互いに異なる周波数の電波を
送信する複数の電波送信機と、互いに異なる位置に配置
された複数のアンテナと、それぞれのアンテナ毎に設け
られて、それぞれのアンテナで受信された信号を電波送
信機毎の対応する周波数帯の信号に弁別する複数の帯域
通過フィルタと、複数のアンテナのなかの2つのアンテ
ナに係る少なくとも3つの異なる組み合わせについて、
電波送信機から送信される異なる周波数の電波毎に、そ
れぞれの組み合せに係る2つのアンテナ間での受信電波
の遅延時間差を検出する遅延時間差検出手段と、電波送
信機から送信される異なる周波数の電波毎に、2つのア
ンテナに係る少なくとも3つの異なる組み合せについて
の遅延時間差からそれぞれ導かれる少なくとも3つの等
遅延時間差面の交点を求めて、当該周波数の電波を送信
する電波送信機の位置を推定する測位計算手段とを備え
るようにしたものである。According to the present invention, there is provided an apparatus for measuring a vibration displacement of a structure, comprising: a plurality of radio transmitters provided at each measurement point for transmitting radio waves having different frequencies; a plurality of antennas arranged at different positions; A plurality of band-pass filters are provided for each antenna and discriminate signals received by each antenna into signals in a corresponding frequency band for each radio wave transmitter, and two of the plurality of antennas For at least three different combinations,
A delay time difference detecting means for detecting a delay time difference of a received radio wave between two antennas associated with each combination for each radio wave of a different frequency transmitted from the radio transmitter, and a radio wave of a different frequency transmitted from the radio transmitter For each time, an intersection of at least three equal delay time difference planes respectively derived from delay time differences of at least three different combinations related to two antennas is obtained, and a position of a radio transmitter transmitting a radio wave of the frequency is estimated. And a calculation means.
【0014】この発明に係る震動変位計測装置は、計測
点毎に設けられて互いに直交する変調コードでそれぞれ
変調された電波を送信する複数の電波送信機と、互いに
異なる位置に配置された複数のアンテナと、それぞれの
アンテナ毎に設けられて、それぞれのアンテナで受信さ
れた信号を電波送信機から送信される信号毎に弁別する
ように電波送信機毎の変調コードにそれぞれ対応可能で
ある複数のマッチトフィルタと、複数のアンテナのなか
の2つのアンテナに係る少なくとも3つの異なる組み合
せについて、電波送信機から送信される異なる変調コー
ドで変調された電波毎に、それぞれの組み合せに係る2
つのアンテナ間での受信電波の遅延時間差を検出する遅
延時間差検出手段と、電波送信機から送信される異なる
変調コードで変調された電波毎に、2つのアンテナに係
る少なくとも3つの異なる組み合せについての遅延時間
差からそれぞれ導かれる少なくとも3つの等遅延時間差
面の交点を求めて、当該変調コードで変調された電波を
送信する電波送信機の位置を推定する測位計算手段とを
備えるようにしたものである。[0014] A vibration displacement measuring device according to the present invention comprises a plurality of radio transmitters provided at each measurement point for transmitting radio waves modulated by orthogonal modulation codes, and a plurality of radio transmitters arranged at mutually different positions. Antennas and a plurality of antennas provided for each antenna, each of which can correspond to a modulation code for each radio transmitter so as to discriminate a signal received by each antenna for each signal transmitted from the radio transmitter. For at least three different combinations of a matched filter and at least two antennas among a plurality of antennas, for each radio wave modulated with a different modulation code transmitted from a radio transmitter, two
Delay time difference detecting means for detecting a delay time difference of a received radio wave between two antennas, and a delay for at least three different combinations of the two antennas for each radio wave modulated by a different modulation code transmitted from the radio wave transmitter Positioning calculation means for determining the intersection of at least three equal delay time difference planes respectively derived from the time difference and estimating the position of a radio wave transmitter for transmitting a radio wave modulated by the modulation code.
【0015】この発明に係る震動変位計測装置は、計測
点毎に設けられて互いに異なる送信タイミングを有する
電波を送信する複数の電波送信機と、互いに異なる位置
に配置された複数のアンテナと、それぞれのアンテナ毎
に設けられて、それぞれのアンテナで受信された信号を
電波送信機から送信される信号毎に弁別するように電波
送信機毎の送信タイミングにそれぞれ同期して導通状態
となる複数のスイッチと、複数のアンテナのなかの2つ
のアンテナに係る少なくとも3つの異なる組み合せにつ
いて、電波送信機から送信される異なる送信タイミング
を有する電波毎に、それぞれの組み合せに係る2つのア
ンテナ間での受信電波の遅延時間差を検出する遅延時間
差検出手段と、電波送信機から送信される異なる送信タ
イミングを有する電波毎に、2つのアンテナに係る少な
くとも3つの異なる組み合せについての遅延時間差から
それぞれ導かれる少なくとも3つの等遅延時間差面の交
点を求めて、当該送信タイミングを有する電波を送信す
る電波送信機の位置を推定する測位計算手段とを備える
ようにしたものである。A vibration displacement measuring device according to the present invention comprises: a plurality of radio transmitters provided at each measurement point for transmitting radio waves having different transmission timings; a plurality of antennas disposed at different positions; A plurality of switches provided for each of the antennas and turned on in synchronization with the transmission timing of each of the radio transmitters so as to discriminate the signal received by each antenna for each signal transmitted from the radio transmitter. And, for at least three different combinations of two antennas among the plurality of antennas, for each radio wave having different transmission timings transmitted from the radio wave transmitter, the reception radio waves between the two antennas of the respective combinations are A delay time difference detecting means for detecting a delay time difference, and having different transmission timings transmitted from the radio wave transmitter For each wave, determine the intersection of at least three equal delay time difference planes respectively derived from the delay time differences for at least three different combinations of the two antennas, and determine the position of the radio wave transmitter transmitting the radio wave having the transmission timing. And a positioning calculation means for estimating the position.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1は、この発明の実施の形態1による
構造物の震動変位計測装置を示す構成図である。図1に
おいて、1は計測対象である構造物の壁面、2j(j=
1〜n:jは送信機番号)はそれぞれ壁面1上の各計測
点に設置された電波送信機、3 i(i=1〜4:iはア
ンテナ番号)はそれぞれ互いに異なる位置に配置された
アンテナ、4は局部発信機、5i(iはアンテナ番号)
は対応するアンテナに接続されたダウンコンバータ、6
i(iはアンテナ番号)はA/D変換器、7ij(iは
アンテナ番号、jは送信機番号)は各アンテナ毎に設置
されそれぞれ通過帯域の中心周波数がf1〜fnである
帯域通過フィルタ、8a,8b,8cはそれぞれアンテ
ナ31とアンテナ32、アンテナ31とアンテナ33、
アンテナ3 1とアンテナ34で測定された同一送信源か
らの電波の位相差を検出する位相差検出手段、9は測位
計算手段、10は表示手段である。なお、アンテナ31
〜3 4は直線配列ではないように配列され、これらのア
ンテナに複数の送信機21〜2nから正弦波が入射す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below.
explain. Embodiment 1 FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
It is a lineblock diagram showing a vibration displacement measuring device of a structure. In FIG.
Where 1 is the wall surface of the structure to be measured, 2j(J =
1 to n: j is the transmitter number) is each measurement on the wall 1
Radio transmitter installed at the point, 3 i(I = 1 to 4: i is a
Antenna numbers) are located at different positions from each other
Antenna, 4 is a local oscillator, 5i(I is the antenna number)
Is a downconverter connected to the corresponding antenna, 6
i(I is the antenna number) is the A / D converter, 7ij(I is
Antenna number, j is the transmitter number) is set for each antenna
And the center frequency of the pass band is f1~ FnIs
Bandpass filters, 8a, 8b and 8c are antennas respectively.
Na 31And antenna 32, Antenna 31And antenna 33,
Antenna 3 1And antenna 34The same source measured in
Phase difference detecting means for detecting the phase difference between these radio waves, 9 is the positioning
The calculation means 10 is a display means. The antenna 31
~ 3 4Are arranged in a non-linear array and these
Multiple transmitters 2 for antenna1~ 2nSinusoidal
You.
【0017】次に動作について説明する。各計測点に設
置された電波送信機21〜2nは、キャリア周波数fc
を基準にして、それぞれ(f1+fc),…,(fn+
fc)の周波数の電波を送信する。ここで、f1,…,
fnはfcに比べ十分に小さな値とする。これらの電波
を、異なる位置に設置された少なくとも4個の受信アン
テナ31〜34で受信する。また、第i番の受信アンテ
ナ3iの位置をq i=[Xi,Yi,Zi]と表すこと
にする。なお、qに付されたアンダーラインは、本願明
細書においてベクトルを表すものとし、以下の記載にお
いても同様の意義を有する。Next, the operation will be described. Telecommunications transmitter 2 1 to 2 n, which is installed in each measurement point, the carrier frequency f c
(F 1 + f c ),..., (F n +
A radio wave having a frequency of fc ) is transmitted. Where f 1 , ...,
f n is a sufficiently small value compared with f c. These radio waves are received at least four receive antennas 3 1 to 3 4 are installed in different positions. Further, the position of the i-th receiving antenna 3 i is represented by q i = [X i , Y i , Z i ]. The underline added to q indicates a vector in the specification of the present application, and has the same meaning in the following description.
【0018】それぞれの受信アンテナ3iで受信された
信号は、ダウンコンバータ5iで局部発信機4が出力す
る周波数fcの局発信号と乗じられて、それぞれf1,
…,fnの周波数を有する信号に変換される。これらの
受信信号はA/D変換器6iでデジタル信号に変換され
た後、帯域通過フィルタ7ijを通過して、電波送信機
2j毎の信号に弁別される。すなわち、帯域通過フィル
タ7inから出力される信号は、第n計測点の電波送信
機2nからの受信信号r’n,iのみとなる。The signal received by the receiving antenna 3 i of each is multiplied with the local oscillation signal of a frequency f c which is output from the local oscillator 4 in the down converter 5 i, respectively f 1,
..., it is converted into a signal having a frequency of f n. After the received signals are converted into digital signals by the A / D converter 6 i, passes through the band-pass filter 7 ij, are distinguished in the signals for each radio transmitter 2 j. That is, the signal output from the band-pass filter 7 in is only the received signal r ′ n, i from the radio transmitter 2 n at the n-th measurement point.
【0019】帯域通過フィルタ7ijの作用により、複
数の送信機2jからの電波を独立して処理することがで
きるので、以降では、第n計測点の位置p=[x,y,
z]を推定する測位処理を代表として動作について説明
する。第n計測点に設置された電波送信機2nから放射
された電波s(t)=exp[j2π(fc+fn)t]は、各受信アンテ
ナ31〜34で受信される。Since the radio waves from the plurality of transmitters 2 j can be processed independently by the operation of the band-pass filter 7 ij , the position p of the n-th measurement point p = [x, y,
The operation will be described with the positioning processing for estimating z] as a representative. Telecommunications s emitted from the radio wave transmitter 2 n installed in the n measurement points (t) = exp [j2π ( f c + f n) t] is received by the receiving antenna 3 1 to 3 4.
【0020】第1の受信アンテナ31および第2の受信
アンテナ32における受信信号はそれぞれ次式で与えら
れる。 rn,1(t)=s(t)exp[jφ1] (1) rn,2(t)=s(t)exp[jφ2] (2) ここで、φ1,φ2はそれぞれ受信アンテナ31,32
における受信信号の位相であり、次式のように表すこと
ができる。[0020] The first receiving antenna 3 1 and the second received signal in the receiving antenna 3 2 is given by the following equations. r n, 1 (t) = s (t) exp [jφ 1 ] (1) r n, 2 (t) = s (t) exp [jφ 2 ] (2) where φ 1 and φ 2 are respectively Receiving antennas 3 1 , 3 2
, And can be expressed as the following equation.
【数1】 ここでkiは整数である。なお、‖p−q i‖は計測点
(送信機2n)から受信アンテナ3iまでの距離、λ≡
c/(fc+fn)は電波の波長、cは電波の速度(光
速)を示すものである。帯域通過フィルタ71n,7
2nから出力される受信信号r’n,1,r’n,2は
それぞれ次式のようになる。(Equation 1) Here, k i is an integer. Note that { p − q i } is the distance from the measurement point (transmitter 2 n ) to the receiving antenna 3 i , λ≡
c / (f c + f n ) is radio wave wavelength, c is shows the radio wave speed (speed of light). Bandpass filters 7 1n , 7
The received signals r ′ n, 1 , r ′ n, 2 output from 2n are as follows.
【数2】 位相差検出手段8aは、受信信号r’n,1(t)とr’
n,2(t)との相関を次式のように求めることにより受
信信号の位相差Δφ12≡φ1−φ2を測定する。(Equation 2) The phase difference detecting means 8a receives the received signals r ' n, 1 (t) and r'
The phase difference Δφ 12 ≡φ 1 −φ 2 of the received signal is measured by obtaining the correlation with n, 2 (t) as in the following equation.
【数3】 ここで、<>は時間tに関する平均操作を与え、*は複
素共役を表すものである。位相差検出手段8b,8cも
同様に、それぞれ受信アンテナ31の受信信号r’
n,1(t)と受信アンテナ33の受信信号r’n,3(t)
との位相差Δφ13≡φ1−φ3、受信アンテナ31の
受信信号r’n,1(t)と受信アンテナ34の受信信号
r’n,4(t)との位相差Δφ14≡φ1−φ4を測定
する。(Equation 3) Here, <> gives an averaging operation with respect to time t, and * represents a complex conjugate. Phase difference detecting means 8b, 8c likewise, the received signal r for each receiving antenna 3 1 '
n, 1 (t) and the receiving antenna 3 3 of the received signal r 'n, 3 (t)
Phase difference Δφ 13 ≡φ 1 -φ 3, the phase difference [Delta] [phi 14 between the receiving antenna 3 1 of the received signal r 'n, 1 (t) and the received signal of the receiving antenna 3 4 r' n, 4 ( t) and the measure ≡φ 1 -φ 4.
【0021】測位計算手段9は、上記位相差Δφ12,
Δφ13,Δφ14を入力し、後述の測位計算を行うこ
とにより第n計測点の位置p=[x,y,z]を算出
し、これを表示手段10に出力する。測位計算手段9
は、他の計測点についても異なる帯域通過フィルタの出
力信号の位相差を入力することで同様に位置を算出し、
表示手段10はすべての計測点の位置を合成することに
より、計測対象である壁面の震動変位の分布を表示す
る。The positioning calculation means 9 calculates the phase difference Δφ 12 ,
By inputting Δφ 13 and Δφ 14 and performing a positioning calculation described later, the position p = [x, y, z] of the n-th measurement point is calculated and output to the display means 10. Positioning calculation means 9
Calculates the position similarly by inputting the phase difference between the output signals of the different band-pass filters for the other measurement points,
The display means 10 displays the distribution of the vibration displacement of the wall surface to be measured by combining the positions of all the measurement points.
【0022】次に、測位計算手段9の測位計算について
説明する。位相差Δφ12≡φ1−φ2の関係に、式
(3)および式(4)を代入すると、計測点の位置p=
[x,y,z]に関する方程式を次のように得ることが
できる。Next, positioning calculation by the positioning calculation means 9 will be described. When the equations (3) and (4) are substituted into the relationship of the phase difference Δφ 12 ≡φ 1 −φ 2 , the position of the measurement point p =
An equation for [x, y, z] can be obtained as follows.
【数4】 ここで、k12はk12≡k1−k2なる整数であり、
以降kを整数値バイアスと呼ぶこととする。同様に、位
相差Δφ13、位相差Δφ14について、次の関係式が
成立する。(Equation 4) Here, k 12 is the k 12 ≡k 1 -k 2 becomes an integer,
Hereinafter, k is referred to as an integer value bias. Similarly, the following relational expression holds for the phase difference Δφ 13 and the phase difference Δφ 14 .
【数5】 (Equation 5)
【0023】したがって、整数値バイアスk12,k
13,k14が計測点の初期位置などの情報により既知
であるとすると、位相差Δφ12,Δφ13,Δφ14
を測定すれば、式(8)、式(9)および式(10)を
解くことにより、第n計測点の位置p=[x,y,z]
を決定することができる。他の計測点についても同様に
独立に位置を推定することができる。Therefore, the integer biases k 12 , k
13 and k 14 are known from information such as the initial position of the measurement point, and the phase differences Δφ 12 , Δφ 13 and Δφ 14
, By solving the equations (8), (9) and (10), the position p = [x, y, z] of the n-th measurement point is obtained.
Can be determined. Similarly, the positions of the other measurement points can be independently estimated.
【0024】図2は、2つのアンテナに受信される電波
に係る等位相差面を示す図である。図2に示されるよう
に、式(8)を満足する[x,y,z]は放物面として
与えられる位相差Δφ12に係る等位相差面上に存在す
る。図3は、2種類の等位相差面の交差状態を示す図で
ある。式(8)の場合と同様に、式(9)を満足する
[x,y,z]は位相差Δφ13に係る等位相差面上に
存在するから、[x,y,z]の存在範囲は位相差Δφ
12に係る等位相差面と位相差Δφ13に係る等位相差
面との交差曲線上に限定される。さらに、式(10)を
満足する[x,y,z]は位相差Δφ14に係る等位相
差面上に存在するから、上記の交差曲線と位相差Δφ
14に係る等位相差面との交点を求めることで、第n計
測点の位置p=[x,y,z]を決定することができ
る。FIG. 2 is a diagram showing an equal phase difference plane related to radio waves received by two antennas. As shown in FIG. 2, satisfying the formula (8) [x, y, z] is present on the equal phase difference surface of the phase difference [Delta] [phi 12 provided as a paraboloid. FIG. 3 is a diagram illustrating an intersecting state of two types of equal phase difference surfaces. As in the case of formula (8), satisfies the equation (9) [x, y, z] is because present on equiphase difference surface of the phase difference [Delta] [phi 13, the presence of [x, y, z] Range is phase difference Δφ
12 is limited to the intersection curve between the equal phase difference surface according to 12 and the equal phase difference surface according to the phase difference Δφ 13 . Further, to satisfy the formula (10) [x, y, z] is because present on equiphase difference surface of the phase difference [Delta] [phi 14, the above intersection curve and the phase difference [Delta] [phi
By calculating the intersection with the equal phase difference surface according to 14 , the position p = [x, y, z] of the n-th measurement point can be determined.
【0025】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、計測点毎に設けられて互いに異なる周波数の電波を
送信する複数の電波送信機2jと、互いに異なる位置に
配置された複数のアンテナ3iと、各アンテナ3i毎に
設けられて、それぞれのアンテナ3iで受信された信号
を電波送信機2j毎の対応する周波数帯の信号に弁別す
る帯域通過フィルタ7ijと、複数のアンテナ3iのな
かの2つのアンテナ3iに係る少なくとも3つの異なる
組み合せについて、電波送信機2jから送信される異な
る周波数の電波毎に、それぞれの組み合せに係る2つの
アンテナ3i間での受信電波の位相差を検出する位相差
検出手段(8a,8b,8c)と、電波送信機2jから
送信される異なる周波数の電波毎に、2つのアンテナ3
iに係る3つの異なる組み合せについての位相差からそ
れぞれ導かれる3つの等位相差面の交点を求めて、当該
周波数の電波を送信する電波送信機2jの位置を推定す
る測位計算手段9とを備えるように構成したので、計測
点が広範囲に分布していてもすべての計測点に係る電波
送信機2jから送信される電波をアンテナ3iで受信し
て、各電波送信機2jから送信される電波毎にそれぞれ
の組み合せに係るアンテナ3i間での位相差を基にして
当該電波送信機2jの位置を独立に演算することができ
るから、構造物についての広い測定範囲における各計測
点の位置を同時に独立して推定することができるという
効果を奏する。As described above, according to the first embodiment, a plurality of radio transmitters 2j provided at each measurement point and transmitting radio waves having different frequencies are provided with a plurality of radio transmitters 2j arranged at different positions. an antenna 3 i, provided for each antenna 3 i, the corresponding band-pass filter 7 for discriminating the signals in the frequency band that ij of the radio wave transmitter every 2 j a respective antenna signals received at 3 i, a plurality antenna 3 i for at least three different combinations according to the two antennas 3 i of among, the different frequency radio wave every transmitted from the radio wave transmitter 2 j, between the two antennas 3 i in accordance with each combination phase difference detecting means for detecting a phase difference of the received radio wave (8a, 8b, 8c) and, different from each radio wave of frequency transmitted from the radio wave transmitter 2 j, 2 two antennas 3
seeking each of the three intersections of equal phase differences surface derived from the phase difference for three different combinations according to i, and a positioning calculation means 9 for estimating the position of the radio transmitters 2 j that transmits signals of the frequency since it is configured to include, and receives radio waves transmitted from the radio wave transmitter 2 j to be measurement points are distributed over a wide range according to all the measurement points in the antenna 3 i, transmitted from the radio wave transmitter 2 j since it is possible to calculate the position of the radio transmitters 2 j based on the phase difference between the antennas 3 i in accordance with each combination for each radio independently being, each measurement in a wide measuring range for structure There is an effect that the positions of points can be simultaneously and independently estimated.
【0026】また、計測点の位置を電波の位相差から求
めるよう構成したので、電波の波長の数分の1〜数10
分の1の精度で高精度に位置を推定することができると
いう効果を奏する。また、電波を用いて計測しているの
で、周囲の照明環境に影響を受けることがないから、暗
い室内の測定や屋外における夜間の測定でも十分な計測
精度を得ることができるという効果を奏する。Further, since the position of the measurement point is obtained from the phase difference of the radio wave, the position of the measurement point is several to one-tenths of the wavelength of the radio wave
There is an effect that the position can be estimated with high accuracy with a precision of 1 /. In addition, since measurement is performed using radio waves, the measurement is not affected by the surrounding lighting environment, so that there is an effect that sufficient measurement accuracy can be obtained even in a dark room or outdoors at night.
【0027】さらに、この発明の実施の形態では、広い
測定範囲を計測するには多数の電波発信機を要するが、
受信信号の位相差からその位置を算出するよう構成した
ので、発信電波の波形に係る制約が小さくなり、単純な
構造の電波発信機を用いることができるから、広範囲に
またがる壁面等の変位を低コストで高精度に観測するこ
とができるという効果を奏する。Furthermore, in the embodiment of the present invention, a large number of radio transmitters are required to measure a wide measurement range.
Since the position is calculated from the phase difference of the received signal, the restriction on the waveform of the transmitted radio wave is reduced, and a radio transmitter with a simple structure can be used. This has the effect of enabling high-precision observation at low cost.
【0028】なお、この実施の形態では、電波送信機2
jから正弦波信号を放射するように構成しているが、帯
域通過フィルタ7ijの通過帯域幅以下の周波数帯域を
有する任意の波形形状の信号を用いても同様の効果を奏
する。In this embodiment, the radio transmitter 2
Although it configured to emit a sine wave signal from the j, also using the signal of an arbitrary waveform having a frequency passband width less of the band-pass filter 7 ij the same effect.
【0029】また、位相差検出手段(8a,8b,8
c)は、アンテナ31の受信信号とアンテナ32の受信
信号との位相差、アンテナ31の受信信号とアンテナ3
3の受信信号との位相差、アンテナ31の受信信号とア
ンテナ34の受信信号との位相差を検出するように構成
されているが、アンテナ32の受信信号とアンテナ34
の受信信号との位相差のように他の受信信号の組合わせ
から得られる位相差を用いる構成としてもよく、この場
合にも同様の効果を奏することができる。The phase difference detecting means (8a, 8b, 8)
c) the phase difference between the received signal and the antenna 3 2 of the received signal of the antenna 3 1, antenna 3 1 of the received signal and the antenna 3
Phase difference between the received signal 3 is configured so as to detect a phase difference between the received signal of the antenna 3 1 of the received signal and the antenna 3 4, antenna 3 2 of the received signal and the antenna 3 4
A configuration using a phase difference obtained from a combination of other received signals, such as a phase difference from the received signal of the above, may be employed. In this case, the same effect can be obtained.
【0030】局部発信機4、ダウンコンバータ5iによ
る受信信号の周波数変換は、さらに複数の段数に分けた
スーパーヘテロダイン等の受信機構成を用いることもで
きる。また、A/D変換器6iは帯域通過フィルタ7
ijの後段に設置することもでき、A/D変換器6iを
省いて位相差検出手段8がアナログ信号を入力して位相
差を検出するように構成することもできる。さらに、図
1では受信信号のアンプが省略されているが、例えば受
信アンテナ3iの直後等に挿入することもできる。The local oscillator 4, frequency conversion of a received signal by down-converter 5 i can also be used to further receiver structure superheterodyne or the like into a plurality of stages. Further, the A / D converter 6 i is provided with a band-pass filter 7.
can also be placed downstream of the ij, may be the phase difference detecting unit 8 by omitting the A / D converter 6 i is configured to detect a phase difference by inputting an analog signal. Further, although the amplifier of the received signal is omitted in FIG. 1, it can be inserted, for example, immediately after the receiving antenna 3i .
【0031】実施の形態2.実施の形態1では、アンテ
ナ3iから位相差検出手段8に至る受信機の経路に係る
透過位相誤差を考慮してはいないが、実際の装置にはこ
の透過位相誤差が存在する。したがって、実施の形態1
による構造物の震動変位計測装置の構成では、測位計算
手段9が用いる位相差に誤差が生じて、その結果計測点
の測位精度が劣化する。この実施の形態2による構造物
の震動変位計測装置は、透過位相誤差を補償する点で実
施の形態1と相違する。また、この実施の形態2による
構造物の震動変位計測装置の構成は、図1に示される実
施の形態1による構造物の震動変位計測装置と基本的に
は同一であり、測位計算手段9が位相補正量記憶部を備
える点で相違する。Second Embodiment In the first embodiment, the transmission phase error relating to the path of the receiver from the antenna 3i to the phase difference detecting means 8 is not taken into consideration. There is an error. Therefore, Embodiment 1
In the configuration of the vibration displacement measuring device for a structure according to the above, an error occurs in the phase difference used by the positioning calculation means 9, and as a result, the positioning accuracy of the measurement point is deteriorated. The vibration displacement measuring apparatus for a structure according to the second embodiment differs from the first embodiment in that the transmitted phase error is compensated. The structure of the structure vibration displacement measuring device according to the second embodiment is basically the same as the structure vibration displacement measuring device according to the first embodiment shown in FIG. The difference is that a phase correction amount storage unit is provided.
【0032】次に動作について説明する。図4は、この
発明の実施の形態2による構造物の震動変位計測装置を
用いての送信機位置の導出過程を示すフローチャートで
ある。第1に、測定前または測定後等の構造物が静止し
ている時点で、任意の電波送信機2jが既知の位置にあ
る際あるいはレーザ等の他の測定手段でその位置を決定
できる位置にある際に、当該位置[x0,y0,z0]
を記録する(ステップST1)。そして、位相差検出手
段(8a,8b,8c)を用いて、既知の位置にある電
波送信機2jから送信される電波について、アンテナ3
i間の受信信号の位相差Δφ12,Δφ13,Δφ14
を測定する(ステップST2)。Next, the operation will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a process of deriving a transmitter position using the structural vibration displacement measuring apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. First, at a time when the structure is stationary before or after the measurement, when any radio transmitter 2j is at a known position, or at a position where the position can be determined by another measuring means such as a laser. , The position [x 0 , y 0 , z 0 ]
Is recorded (step ST1). Then, the phase difference detecting means (8a, 8b, 8c) with, for radio waves transmitted from the radio wave transmitter 2 j at a known position, the antenna 3
phase difference Δφ 12 , Δφ 13 , Δφ 14 of the received signal between i
Is measured (step ST2).
【0033】次に、以下の式(11)〜式(13)を満
足する位相差Δφ0 12,Δφ0 1 3,Δφ0 14を求
める。なお、電波送信機2jが既知の位置[x0,
y0,z 0]にあるときには、幾何学的条件からそれぞ
れの2つのアンテナ3iの組み合せに係る受信信号の位
相差Δφ0 12,Δφ0 13,Δφ0 14は、式(1
1)〜式(13)により一意に決定される。Next, the following expressions (11) to (13) are satisfied.
Phase difference Δφ to be added0 12, Δφ0 1 3, Δφ0 14Seeking
Confuse. The radio transmitter 2jIs a known position [x0,
y0, Z 0], The geometric conditions
These two antennas 3iOf the received signal according to the combination of
Phase difference Δφ0 12, Δφ0 13, Δφ0 14Is given by the formula (1)
1) to (13) are uniquely determined.
【数6】 位相差Δφ0 12,Δφ0 13,Δφ0 14が求められ
れば、以下の式(14)〜式(16)を用いて、受信機
の経路に係る透過位相誤差に起因するそれぞれの2つの
アンテナの組み合せについての位相差誤差を補正するた
めの透過位相差補正量η12,η13,η14を算出し
て、これらの透過位相差補正量を測位計算手段9内に設
けられた位相差補正量記憶部に記憶する(ステップST
3)。 η12=Δφ12−Δ0 12 (14) η13=Δφ13−Δ0 13 (15) η14=Δφ14−Δ0 14 (16)(Equation 6) Phase difference Δφ 0 12, Δφ 0 13, as long required [Delta] [phi 0 14, using the following equation (14) to (16), each of the two antennas due to transmission phase error according to the path of the receiver The transmission phase difference correction amounts η 12 , η 13 and η 14 for correcting the phase difference error for the combination of are calculated, and these transmission phase difference correction amounts are calculated by the phase difference correction amount provided in the positioning calculation means 9. Stored in the quantity storage unit (step ST
3). η 12 = Δφ 12 −Δ 0 12 (14) η 13 = Δφ 13 −Δ 0 13 (15) η 14 = Δφ 14 −Δ 0 14 (16)
【0034】次に、計測点の位置測定時には、位相差検
出手段8は、電波送信機2jから送信される電波毎に、
受信信号の位相差Δφ12,Δφ13,Δφ14を測定
する(ステップST4)。位相差Δφ12,Δφ13,
Δφ14が測定されれば、測位計算手段9は、位相差補
正量記憶部に記憶された透過位相差補正量η12,η
13,η14を用いて、以下の式(17)〜式(19)
に示されるように位相差を補正する(ステップST
5)。 Δφ12←Δφ12−η12 (17) Δφ13←Δφ13−η13 (18) Δφ14←Δφ14−η14 (19) 位相差が補正されれば、測位計算手段9は、補正後の位
相差Δφ12,Δφ1 3,Δφ14を用いて、実施の形
態1と同様に、式(8)〜式(10)から計測点の位置
p=[x,y,z]を算出する。Next, when measuring the position of the measurement point, the phase difference detection
The output means 8 includes the radio wave transmitter 2jFor each radio wave transmitted from
Phase difference Δφ of received signal12, Δφ13, Δφ14Measure
(Step ST4). Phase difference Δφ12, Δφ13,
Δφ14Is measured, the positioning calculation means 9 calculates the phase difference
Transmission phase difference correction amount η stored in the positive amount storage unit12, Η
13, Η14Using the following equations (17) to (19)
The phase difference is corrected as shown in FIG.
5). Δφ12← Δφ12−η12 (17) Δφ13← Δφ13−η13 (18) Δφ14← Δφ14−η14 (19) If the phase difference is corrected, the positioning calculation means 9 outputs the corrected position.
Phase difference Δφ12, Δφ1 3, Δφ14The form of implementation using
Similarly to the state 1, the positions of the measurement points are obtained from Expressions (8) to (10).
p= [X, y, z] is calculated.
【0035】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、測位計算手段9が受信機の経路に係る透過位相誤差
に起因する2つのアンテナの組み合せについての位相差
誤差を補正するための透過位相差補正量を記憶する位相
差補正量記憶部を備えるように構成したので、位相差検
出手段8から得られる位相差を補正して、正確な位相差
を基にして計測点の位置を算出するから、計測点位置に
係る測位精度の劣化を防止することができるという効果
を奏する。As described above, according to the second embodiment, the positioning calculation means 9 corrects the transmission error for correcting the phase difference error of the combination of two antennas caused by the transmission phase error related to the path of the receiver. Since the apparatus is provided with the phase difference correction amount storage unit for storing the phase difference correction amount, the phase difference obtained from the phase difference detection means 8 is corrected, and the position of the measurement point is calculated based on the accurate phase difference. Therefore, there is an effect that it is possible to prevent deterioration of the positioning accuracy related to the measurement point position.
【0036】この実施の形態2では、測定の前後に、任
意の電波送信機2jが既知の位置[x0,y0,z0]
にあるときに透過位相差補正量η12,η13,η14
を求めている。これに代えて、既知の位置にある送信機
を別途設ける構成を採ることもできる。図5は、この発
明の実施の形態2の変形例による構造物の震動変位計測
装置を示す構成図である。図5において、図1と同一符
号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略す
る。20は、既知の位置[x0,y0,z0]にある別
途設けられた電波送信機である。また、7i0(iはア
ンテナ番号)はアンテナ毎に設けられて、(f0+
fc)の周波数の電波を送信する電波送信機20からの
受信信号を通過させる通過帯域の中心周波数がf0の帯
域通過フィルタである。In the second embodiment, before and after the measurement, an arbitrary radio transmitter 2j is positioned at a known position [x 0 , y 0 , z 0 ].
, The transmission phase difference correction amounts η 12 , η 13 , η 14
Seeking. Alternatively, a configuration in which a transmitter at a known position is separately provided may be employed. FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a vibration displacement measuring device for a structure according to a modification of the second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and a description thereof will be omitted. Reference numeral 20 denotes a separately provided radio transmitter at a known position [x 0 , y 0 , z 0 ]. Also, 7 i0 (i is an antenna number) is provided for each antenna, and (f 0 +
This is a band-pass filter having a center frequency f 0 of a pass band through which a reception signal from the radio wave transmitter 20 transmitting the radio wave of the frequency f c ) passes.
【0037】上記のような構成を用いることで、既に述
べたように計測点位置に係る測位精度の劣化を防止する
ことができるという効果が得られ、さらに構造物の測定
範囲外の既知の位置[x0,y0,z0]に配置される
電波送信機20を備えるように構成したので、レーザ等
の他の測定手段を用いて電波送信機の初期位置を測定す
る必要がなく、装置構成を簡略化することができるとい
う効果を奏する。また、通過帯域の中心周波数がf0で
ある帯域通過フィルタ7i0を付加することで、透過位
相補正処理を計測点測定時に同時に実施することができ
る。By using the above-described configuration, it is possible to prevent the positioning accuracy from deteriorating at the measurement point position, as described above, and to obtain a known position outside the measurement range of the structure. Since the radio transmitter 20 is provided at [x 0 , y 0 , z 0 ], it is not necessary to measure the initial position of the radio transmitter using another measuring means such as a laser. There is an effect that the configuration can be simplified. Further, by adding the band-pass filter 7 i0 having the center frequency of the pass band of f 0 , the transmission phase correction processing can be performed simultaneously with the measurement point measurement.
【0038】実施の形態3.実施の形態1では、式
(8)〜式(10)の整数値バイアスk12,k13,
k14が既知であることを前提としている。ところが、
k12,k13,k14を知ることが難しい場合には、
整数値バイアスによる推定位置の曖昧さが生じないよう
に長い波長の電波を用いることが強いられ、このために
十分な測位精度が得られないことがある。これは、測位
精度が一般に波長に反比例するからである。この実施の
形態3による構造物の震動変位計測装置は、整数値バイ
アスk12,k13,k14が未知の場合にも計測点の
位置を曖昧なく測定できるようにする点で実施の形態1
と相違する。Embodiment 3 In the first embodiment, the integer value biases k 12 , k 13 ,
it is assumed that k 14 is known. However,
When it is difficult to know k 12 , k 13 , and k 14 ,
In order to avoid ambiguity in the estimated position due to the integer value bias, it is required to use a radio wave of a long wavelength, and therefore, sufficient positioning accuracy may not be obtained. This is because positioning accuracy is generally inversely proportional to wavelength. The vibration displacement measuring apparatus for a structure according to the third embodiment is capable of measuring the position of the measurement point without ambiguity even when the integer biases k 12 , k 13 , and k 14 are unknown.
Is different from
【0039】図6は、この発明の実施の形態3による構
造物の震動変位計測装置を示す構成図である。図6にお
いて、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので
その説明を省略する。31j(j=1〜n:jは送信機
番号)は壁面1上の各計測点に設置されて周波数(fj
+fc1)の電波と周波数(fj+fc2)の電波との
2種類の電波を送信する電波送信機、321,322は
分配器、331は周波数fc1の局発信号を発生する局
部発信機、332は周波数fc2の局発信号を発生する
局部発信機、34a,34b,34cはそれぞれアンテ
ナ31とアンテナ32、アンテナ31とアンテナ33、
アンテナ31とアンテナ34で測定された同一送信源か
らの周波数(fj+fc1)の電波の位相差を検出する
位相差検出手段、34a’,34b’,34c’はそれ
ぞれアンテナ31とアンテナ32、アンテナ31とアン
テナ33、アンテナ31とアンテナ34で測定された同
一送信源からの周波数(fj+fc2)の電波の位相差
を検出する位相差検出手段、35は測位計算手段であ
る。ここで、fc1とfc2とは互いに異なるキャリア
周波数である。FIG. 6 is a block diagram showing a structure for measuring a vibration displacement of a structure according to a third embodiment of the present invention. 6, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and a description thereof will not be repeated. 31 j (j = 1 to n: j is the transmitter number) is set at each measurement point on the wall surface 1 and the frequency (f j
+ F c1) of radio frequency (radio wave transmitter for transmitting two types of radio waves and radio waves f j + f c2), 32 1, 32 2 are distributor, 33 1 generates a local oscillation signal of a frequency f c1 local oscillator, 33 2 local oscillator, 34a, 34b, respectively 34c antenna 3 1 and the antenna 3 2 for generating a local oscillation signal of a frequency f c2, antenna 3 1 and the antenna 3 3,
Phase difference detecting means for detecting a phase difference of a radio wave frequency (f j + f c1) from the antenna 3 1 and the antenna 3 same transmission source as measured at 4, 34a ', 34b', 34c ' and each antenna 3 1 antenna 3 2, antenna 3 1 and the antenna 3 3, antenna 3 1 and radio wave phase difference detecting means for detecting a phase difference between the frequency (f j + f c2) from the same transmission source as measured by the antenna 3 4, 35 It is a positioning calculation means. Here, fc1 and fc2 are different carrier frequencies.
【0040】次に動作について説明する。実施の形態1
と同様に、帯域通過フィルタ7ijの作用により、複数
の送信機31jからの電波を独立して処理することがで
きるので、以降では、第n計測点の位置p=[x,y,
z]を推定する測位処理を代表として動作について説明
する。第n計測点に設置された電波送信機31nは周波
数(fn+fc1)の電波と周波数(fn+fc2)の
電波とを、すなわち波長λ1≡c/(fn+fc1)の
電波と波長λ2≡c/(fn+fc2)の電波との2種
類の電波を放射する。Next, the operation will be described. Embodiment 1
Similarly to the above, the radio waves from the plurality of transmitters 31 j can be processed independently by the operation of the band-pass filter 7 ij , and thereafter, the position p = [x, y,
The operation will be described with the positioning processing for estimating z] as a representative. The radio transmitter 31 n installed at the n-th measurement point transmits the radio wave of the frequency (f n + f c1 ) and the radio wave of the frequency (f n + f c2 ), that is, of the wavelength λ 1 ≡c / (f n + f c1 ). Two types of radio waves, a radio wave and a radio wave of a wavelength λ 2 ≡c / (f n + f c2 ), are emitted.
【0041】これらの電波は、異なる位置に設置された
少なくとも4個の受信アンテナ31〜34で受信され、
これら受信信号は分配器321,322でそれぞれ分配
され、ダウンコンバータ5iで局部発信機331が出力
する周波数fc1の局発信号、および局部発信機332
が出力する周波数fc2の局発信号と乗じられて、共に
fnの周波数の信号に変換される。これらの受信信号
は、それぞれA/D変換器6iでデジタル信号に変換さ
れ、帯域通過フィルタ7ijで電波送信機31j毎の信
号に弁別される。このようにして、位相差検出手段34
a〜34cはそれぞれ波長λ1の電波の受信信号の位相
差Δφ12,Δφ13,Δφ14を、位相差検出手段3
4a’〜34c’はそれぞれ波長λ2の電波の受信信号
の位相差Δψ12,Δψ13,Δψ14を測定する。[0041] These radio waves are received by at least four receive antennas 3 1 to 3 4 are installed at different positions,
These received signals distributor 32 1, 32 2 are distributed respectively, the local oscillation signal of a frequency f c1 which local oscillator 33 1 by the down converter 5 i is output, and local oscillator 33 2
There is multiplied by the local oscillation signal of a frequency f c2 which outputs, is converted into a signal of a frequency of f n together. These received signals are converted into digital signals by the A / D converter 6 i respectively, are discriminated in the signal of each radio transmitter 31 j in the band pass filter 7 ij. Thus, the phase difference detecting means 34
Reference numerals a to c denote the phase differences Δφ 12 , Δφ 13 , and Δφ 14 of the reception signal of the radio wave of the wavelength λ 1 respectively,
4A'~34c 'the phase difference [Delta] [phi] 12 of the wavelength lambda 2 of the radio wave of the received signal, respectively, [Delta] [phi] 13, to measure the [Delta] [phi] 14.
【0042】測位計算手段35は、以下の式(20)〜
式(22)を満足するように、整数値バイアスk12,
k13,k14およびl12,l13,l14を決定す
る。The positioning calculation means 35 calculates the following equation (20)
In order to satisfy Expression (22), the integer value bias k 12 ,
Determine k 13 , k 14 and l 12 , l 13 , l 14 .
【数7】 上記の式(20)〜式(22)は、計測点の位置p=
[x,y,z]と位相差Δφ12,Δφ13,Δ
φ14,Δψ12,Δψ13,Δψ14と整数値バイア
スk12,k13,k14,l12,l13,l14と
の関係が以下の式(23)〜式(28)を満たすことに
基づいて得られたものである。例えば、式(20)は式
(23)と式(26)とから導出される。(Equation 7) Equations (20) to (22) above represent the position p = of the measurement point.
[X, y, z] and the phase difference Δφ 12 , Δφ 13 , Δ
The relationship between φ 14 , Δψ 12 , Δψ 13 , Δψ 14 and the integer value biases k 12 , k 13 , k 14 , l 12 , l 13 , l 14 satisfy the following equations (23) to (28). It was obtained based on For example, equation (20) is derived from equations (23) and (26).
【数8】 次に、測位計算手段35は、式(20)〜式(22)で
決定された整数値バイアスk12,k13,k14を用
いて、式(23)〜式(25)を満たすp=[x,y,
z]を算出して、これを第n計測点位置の推定結果とし
て出力する。(Equation 8) Next, the positioning calculation unit 35 uses the integer-valued biases k 12 , k 13 , and k 14 determined by the equations (20) to (22) to set p = satisfies the equations (23) to (25). [X, y,
z] is calculated and output as an estimation result of the position of the n-th measurement point.
【0043】この実施の形態3における式(20)〜式
(22)に基づいた整数値バイアスの決定は、図7を用
いて説明される。図7は、2種類の電波に係る等位相差
面を示す図である。図7において、太い点線は波長λ1
の電波に係る位相差Δφ12の等位相差面であり、これ
は式(23)を満たす座標[x,y,z]の集合として
与えられるものである。位相差Δφ12に係る複数個の
等位相差面は、それぞれ対応する整数値バイアスk12
が互いに異なっている。一方、一点鎖線は波長λ2の電
波に係る位相差Δψ12の等位相差面であり、これは式
(26)を満たす座標[x,y,z]の集合として与え
られるものである。位相差Δψ12に係る複数個の等位
相差面は、それぞれ対応する整数値バイアスl12が互
いに異なっている。The determination of the integer bias based on equations (20) to (22) in the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating an equal phase difference surface relating to two types of radio waves. In FIG. 7, the thick dotted line indicates the wavelength λ 1
An equiphase difference surface of the phase difference [Delta] [phi 12 according to the radio wave, which is given as a set of coordinates [x, y, z] that satisfies equation (23). The plurality of equal phase difference surfaces related to the phase difference Δφ 12 are respectively associated with the corresponding integer value bias k 12
Are different from each other. On the other hand, one-dot chain line is equal phase difference surface of the phase difference [Delta] [phi] 12 of the electric wave wavelength lambda 2, which is given as a set of coordinates [x, y, z] that satisfies equation (26). A plurality of equal phase difference surface of the phase difference [Delta] [phi] 12 is the integer bias l 12 corresponding respectively are different from each other.
【0044】電波送信機31nとアンテナ31との間の
距離と、電波送信機31nとアンテナ32との間の距離
との距離差は測定する電波の波長によらず一定である。
したがって、図7に示されるように、上記2種類の等位
相差面のなかで電波送信機31nが真に存在する面は互
いに一致する。すなわち、整数値バイアスk12,l
12が一意に決定される。Radio transmitter 31nAnd antenna 31Between
Distance and radio transmitter 31nAnd antenna 32Distance between
Is constant regardless of the wavelength of the radio wave to be measured.
Therefore, as shown in FIG.
Radio transmitter 31 in the phase difference planenFaces that really exist
Match. That is, the integer bias k12, L
12Is uniquely determined.
【0045】以上のように、この実施の形態3によれ
ば、2種類のキャリア周波数に基づいてそれぞれ2種類
の電波を送信する複数の電波送信機31jと、各キャリ
ア周波数毎に2つのアンテナ3i間での受信電波の位相
差を検出する位相差検出手段34a〜34c’と、キャ
リア周波数毎に求められた2つの位相差からそれぞれの
2つのアンテナ3iの組み合せに係る等位相差面を確定
して、確定された3つの等位相差面の交点を求めて電波
発信機31jの位置を推定する測位計算手段35とを備
えるように構成したので、2つのアンテナ3iの組み合
せに係る等位相差面を正確に導けるから、計測点の位置
測定に係る測位精度の劣化を防止することができるとい
う効果を奏する。[0045] As described above, according to the third embodiment, two types of a plurality of radio transmitters 31 j to transmit respective two kinds of radio waves based on the carrier frequency, the two antennas for each carrier frequency and 3 i phase difference detecting means for detecting a phase difference of the received radio wave at 34 a - 34 c ', equal phase difference surface of the two phase differences obtained for each carrier frequency in the combination of each of the two antennas 3 i And the positioning calculation means 35 for estimating the position of the radio wave transmitter 31 j by finding the intersection of the three determined equal phase difference surfaces, so that the combination of the two antennas 3 i Since such an equal phase difference surface can be accurately derived, there is an effect that it is possible to prevent the deterioration of the positioning accuracy related to the position measurement of the measurement point.
【0046】また、計測点の位置測定に係る測位精度を
高いレベルに維持できるので、比較的短い波長の電波を
用いることができるから、計測点の位置をより高精度に
推定することができるという効果を奏する。In addition, since the positioning accuracy for measuring the position of the measurement point can be maintained at a high level, radio waves having a relatively short wavelength can be used, so that the position of the measurement point can be estimated with higher accuracy. It works.
【0047】なお、この実施の形態3では、2種類の波
長の電波を用いたが、さらに別の波長の電波を用いるこ
ともできる。また、測位計算手段35は、式(20)〜
式(22)で決定された整数値バイアスk12,
k13,k14を用いて式(23)〜式(25)から第
n計測点位置を算出しているが、同時に決定できる整数
値バイアスl12,l13,l14を用いて式(26)
〜式(28)から第n計測点位置を算出しても同様な効
果を奏する。さらに、直接式(23)〜式(28)の最
小二乗解を求めても、同様な効果を奏する。Although the third embodiment uses radio waves of two different wavelengths, radio waves of different wavelengths can be used. In addition, the positioning calculation means 35 calculates Equations (20) to (20).
The integer value bias k 12 determined by the equation (22),
Although the position of the n-th measurement point is calculated from Equations (23) to (25) using k 13 and k 14 , Equation (26) is used using integer value biases l 12 , l 13 , and l 14 that can be determined simultaneously. )
The same effect can be obtained by calculating the n-th measurement point position from Expression (28). Further, the same effect can be obtained by directly obtaining the least-squares solution of Expressions (23) to (28).
【0048】実施の形態4.実施の形態1では、複数の
計測点を同時かつ独立に測位するために、電波送信機2
jの発信周波数の違いを利用して、各アンテナ3iで受
信された受信信号を帯域通過フィルタ7ijで弁別して
位相差を求めた。これに対し、この実施の形態4では電
波送信機2jの送信信号の変調コードの違いを利用して
各アンテナ3 iで受信された受信信号を弁別することに
より、複数の計測点を同時かつ独立に測位する。Embodiment 4. In Embodiment 1, a plurality of
Radio transmitter 2 for simultaneous and independent positioning of measurement points
jEach antenna 3iReceived at
The received reception signal is passed through a band-pass filter 7.ijDiscriminate with
The phase difference was determined. On the other hand, in the fourth embodiment,
Wave transmitter 2jUsing the difference in the modulation code of the transmitted signal
Each antenna 3 iTo discriminate the received signal received by
Thus, a plurality of measurement points are measured simultaneously and independently.
【0049】この実施の形態4による構造物の震動変位
計測装置の構成は、基本的には図1に示された実施の形
態1による構造物の震動変位計測装置と同様である。但
し、電波送信機2jは、擬似ランダム系列等の互いに直
交する変調コードでそれぞれ変調された電波を送信す
る。また、各アンテナ3iで受信された受信信号を弁別
するために、帯域通過フィルタ7ijに代えて各電波発
信機2j毎の変調コードにそれぞれ対応する複数のマッ
チトフィルタ(復調器)を用いる。The structure of the vibration displacement measuring device for structures according to the fourth embodiment is basically the same as that of the vibration displacement measuring device for structures according to the first embodiment shown in FIG. However, the radio wave transmitter 2 j transmits a radio wave modulated respectively modulated mutually orthogonal codes of the pseudo-random sequence or the like. Further, in order to discriminate the reception signal received by each antenna 3 i , a plurality of matched filters (demodulators) respectively corresponding to the modulation codes of the respective radio wave transmitters 2 j are used instead of the band pass filters 7 ij. Used.
【0050】以上のように、この実施の形態4によれ
ば、計測点毎に設けられて互いに直交する変調コードで
それぞれ変調された電波を送信する複数の電波送信機
と、各アンテナで受信された受信信号を弁別するための
各電波発信機毎の変調コードにそれぞれ対応するように
設けられたマッチトフィルタとを備えるように構成した
ので、アンテナに受信された電波を各電波発信機毎の信
号に弁別して2つのアンテナ間の位相差を検出すること
ができるから、実施の形態1と同等の効果を得ることが
できる。また、互いに直交する変調コードでそれぞれ変
調された電波を送信する複数の電波送信機2jを備える
ように構成したので、電波送信機が使用する周波数帯域
幅を小さくすることができるという効果を奏する。As described above, according to the fourth embodiment, a plurality of radio transmitters provided at each measurement point and transmitting radio waves modulated by orthogonal modulation codes, respectively, are received by each antenna. And a matched filter provided to correspond to the modulation code of each radio transmitter for discriminating the received signal, so that the radio wave received by the antenna can be transmitted to each radio transmitter. Since the phase difference between the two antennas can be detected by discriminating the signals, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, an effect that since it is configured to include a plurality of radio transmitters 2 j that transmits signals that are modulated respectively modulated mutually orthogonal codes, it is possible to reduce the frequency bandwidth radio transmitter used .
【0051】実施の形態5.実施の形態1では、複数の
計測点を同時かつ独立に測位するために、電波送信機2
jの発信周波数の違いを利用して、各アンテナ3iで受
信された受信信号を帯域通過フィルタ7ijで弁別して
位相差を求めた。これに対し、この実施の形態5では電
波送信機2jの送信信号の送信タイミングの違いを利用
して各アンテナ3iで受信された受信信号を弁別するこ
とにより、複数の計測点を同時かつ独立に測位する。Embodiment 5 In Embodiment 1, in order to simultaneously and independently measure a plurality of measurement points, a radio transmitter 2
Using the difference in the transmission frequency of j , the received signal received by each antenna 3 i was discriminated by the band-pass filter 7 ij to determine the phase difference. In contrast, by discriminating the reception signals received by utilizing a difference in transmission timing at each antenna 3 i of the transmission signal in the form 5 in radio transmitter 2 j of this embodiment, simultaneous and multiple measurement points Independent positioning.
【0052】この実施の形態5による構造物の震動変位
計測装置の構成は、基本的には図1に示された実施の形
態1による構造物の震動変位計測装置と同様である。但
し、電波送信機2jは、互いに異なる送信タイミングを
有する電波を送信する。また、各アンテナ3iで受信さ
れた受信信号を弁別するために、帯域通過フィルタ7
ijに代えて各電波送信機2j毎の送信タイミングにそ
れぞれ同期して導通状態となる複数のスイッチを用い
る。The vibration displacement of the structure according to the fifth embodiment
The configuration of the measuring device is basically the same as that of the embodiment shown in FIG.
This is the same as the vibration displacement measuring device for a structure according to state 1. However
And a radio transmitter 2jUse different transmission timings
Transmits the radio wave having. In addition, each antenna 3iReceived by
Band pass filter 7 to discriminate the received signal
ijInstead of each radio transmitter 2jThe transmission timing for each
Using multiple switches that are turned on in synchronization with each other
You.
【0053】以上のように、この実施の形態5によれ
ば、計測点毎に設けられて互いに異なる送信タイミング
を有する電波を送信する複数の電波送信機と、各アンテ
ナで受信された受信信号を弁別するために各電波発信機
毎の送信タイミングにそれぞれ同期して導通するように
設けられた複数のスイッチとを備えるように構成したの
で、アンテナに受信された電波を各電波発信機毎の信号
に弁別して2つのアンテナ間の位相差を検出することが
できるから、実施の形態1と同等の効果を得ることがで
きる。また、互いに異なる送信タイミングを有する電波
を送信する複数の電波送信機2jを備えるように構成し
たので、電波送信機が使用する周波数帯域幅を小さくす
ることができるという効果を奏する。As described above, according to the fifth embodiment, a plurality of radio wave transmitters which are provided for each measurement point and transmit radio waves having different transmission timings, and the reception signals received by each antenna are A plurality of switches provided so as to conduct in synchronization with the transmission timing of each radio transmitter for discrimination are provided, so that the radio wave received by the antenna is transmitted to the signal of each radio transmitter. And the phase difference between the two antennas can be detected, and the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, an effect that since it is configured to include a plurality of radio transmitters 2 j that transmits signals with different transmission timings from each other, it is possible to reduce the frequency bandwidth radio transmitter used.
【0054】実施の形態6.実施の形態1〜5では、受
信信号の位相差を用いて計測点の位置を求めている。こ
の実施の形態6は、受信信号の遅延時間差から計測点の
位置を求める点で実施の形態1〜5と相違する。図8
は、この発明の実施の形態6による構造物の震動変位計
測装置を示す構成図である。図8において、図1と同一
符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略す
る。41j(j=1〜n:jは送信機番号)は壁面1上
の各計測点に設置されてそれぞれ異なる周波数の変調信
号の電波を送信する電波送信機、42a,42b,42
cはそれぞれアンテナ31とアンテナ32、アンテナ3
1とアンテナ33、アンテナ31とアンテナ34で測定
された同一送信源からの電波の遅延時間差を検出する遅
延時間差検出手段、43は測位計算手段である。Embodiment 6 In Embodiments 1 to 5, the position of the measurement point is obtained by using the phase difference of the received signal. The sixth embodiment differs from the first to fifth embodiments in that the position of the measurement point is obtained from the delay time difference of the received signal. FIG.
FIG. 13 is a configuration diagram illustrating a structure vibration displacement measuring apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. 8, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and a description thereof will not be repeated. 41 j (j = 1 to n: j is a transmitter number) are radio wave transmitters installed at each measurement point on the wall surface 1 and transmitting radio waves of modulated signals of different frequencies, 42 a, 42 b, 42
Each c antenna 3 1 and the antenna 3 2, antenna 3
1 and the antenna 3 3, antenna 3 1 and the antenna 3 delay time difference detecting means for detecting the delay time difference of a radio wave from the measured same transmission sources at 4, 43 is a positioning means.
【0055】次に動作について説明する。実施の形態1
と同様に、帯域通過フィルタ7ijの作用により、複数
の送信機41jからの電波を独立して処理することがで
きるので、以降では、第n計測点の位置p=[x,y,
z]を推定する測位処理を代表として動作を説明する。
第n計測点に設置された電波送信機41nは、s(t)=ξ
n(t)exp[j2π(fc+fn)t]なる電波を放射する。但し、
変調信号ξn(t)の帯域幅は帯域通過フィルタ7 ij
の通過帯域幅以下とする。帯域通過フィルタ71n,7
2nから出力される受信信号r’n,1および受信信号
r’n,2はそれぞれ次式のようになる。Next, the operation will be described. Embodiment 1
Similarly, the band-pass filter 7ijBy the action of
Transmitter 41jCan be processed independently
In the following, the position of the n-th measurement pointp= [X, y,
The operation will be described with the positioning processing for estimating z] as a representative.
Radio transmitter 41 installed at the n-th measurement pointnIs s (t) = ξ
n(t) exp [j2π (fc+ fn) t]. However,
Modulated signal ξnThe bandwidth of (t) is the bandpass filter 7 ij
Below the pass bandwidth. Bandpass filter 71n, 7
2nReceived signal r 'output fromn, 1And received signal
r ’n, 2Are as follows.
【数9】 ここで、τ1,τ2は次式で表される遅延時間である。 τ1=‖p−q 1‖/c (31) τ2=‖p−q 2‖/c (32) 遅延時間差検出手段42aは、受信信号r’
n,1(t)とr’n,2(t)との相関関数を式(3
3)に示されるように求めて、相関関数のピーク位置を
求めることにより遅延時間差Δτ12≡τ1−τ2を測
定する。(Equation 9) Here, τ1 and τ2 are delay times represented by the following equations. tau 1 = ‖ p - q 1 ‖ / c (31) τ 2 = ‖ p - q 2 ‖ / c (32) a delay time difference detecting means 42a is, the received signal r '
The correlation function between n, 1 (t) and r ′ n, 2 (t) is given by the equation (3)
The delay time difference Δτ 12 ≡τ 1 −τ 2 is measured by obtaining the peak position of the correlation function, as shown in 3).
【数10】 (Equation 10)
【0056】測位計算手段43は、遅延時間差検出手段
42a,42b,42cにより求められた遅延時間差Δ
τ12,Δτ13,Δτ14を入力して、以下の式(3
4)〜式(36)を満たすp=[x,y,z]を算出
し、これを第n計測点位置の推定結果として出力する。The positioning calculation means 43 calculates the delay time difference Δ obtained by the delay time difference detection means 42a, 42b, 42c.
τ 12 , Δτ 13 , Δτ 14 are input and the following equation (3)
4) Calculate p = [x, y, z] that satisfies Expression (36), and output this as the estimation result of the n-th measurement point position.
【数11】 この場合も実施の形態1と同様に、式(34)〜式(3
6)によりそれぞれ放物面として与えられる3つの等遅
延時間差面の交点を求めることで、第n計測点の位置が
導かれる。[Equation 11] Also in this case, similarly to the first embodiment, Expressions (34) to (3)
The position of the n-th measurement point is derived by obtaining the intersection of the three equal delay time difference surfaces respectively given as paraboloids according to 6).
【0057】以上のように、この実施の形態6によれ
ば、壁面1上の各計測点に設置されてそれぞれ異なる周
波数の変調信号の電波を送信する複数の電波送信機41
jと、それぞれの組み合せに係る2つのアンテナ3iで
受信された同一送信源からの電波の遅延時間差を検出す
る遅延時間差検出手段(42a,42b,42c)とを
備えるように構成したので、アンテナに受信された電波
を各電波発信機毎の信号に弁別して2つのアンテナ間の
遅延時間差を検出することができるから、実施の形態1
と同等の効果を得ることができる。As described above, according to the sixth embodiment, a plurality of radio transmitters 41 installed at each measurement point on wall surface 1 and transmitting radio waves of modulated signals of different frequencies are provided.
and j, each of the two antennas 3 i delay time difference detecting means for detecting the delay time difference of the radio wave from the same transmission source received in according to combination (42a, 42b, 42c) so configured to include an antenna Can be discriminated into signals for each of the radio transmitters and the delay time difference between the two antennas can be detected.
The same effect can be obtained.
【0058】なお、この実施の形態6では、電波発信機
41j毎の異なる送信周波数に基づいて、アンテナ3i
に受信される受信信号を各計測点毎の信号に弁別して計
測している。しかし、この実施の形態はこのような態様
に限定されるものではなく、実施の形態4および実施の
形態5に示されるように、電波の変調コードまたは電波
の送信タイミングで受信信号を弁別して計測するように
構成しても、同様な効果を得ることができる。さらに、
実施の形態2と同様に、既知の位置に設置された電波送
信機からの受信信号を用いて、遅延時間差の較正を行う
こともできる。In the sixth embodiment, the antenna 3 i is determined based on the different transmission frequency for each radio transmitter 41 j.
The signals received at the measurement points are discriminated into signals at each measurement point and measured. However, the present embodiment is not limited to such an aspect, and as shown in Embodiments 4 and 5, a received signal is discriminated and measured using a radio wave modulation code or a radio wave transmission timing. The same effect can be obtained even if it is configured to perform the above. further,
As in the second embodiment, the delay time difference can be calibrated using a reception signal from a radio wave transmitter installed at a known position.
【0059】[0059]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、計測
点毎に設けられて互いに異なる周波数の電波を送信する
複数の電波送信機と、互いに異なる位置に配置された複
数のアンテナと、それぞれのアンテナ毎に設けられて、
それぞれのアンテナで受信された信号を電波送信機毎の
対応する周波数帯の信号に弁別する複数の帯域通過フィ
ルタと、複数のアンテナのなかの2つのアンテナに係る
少なくとも3つの異なる組み合わせについて、電波送信
機から送信される異なる周波数の電波毎に、それぞれの
組み合せに係る2つのアンテナ間での受信電波の位相差
を検出する位相差検出手段と、電波送信機から送信され
る異なる周波数の電波毎に、2つのアンテナに係る少な
くとも3つの異なる組み合せについての位相差からそれ
ぞれ導かれる少なくとも3つの等位相差面の交点を求め
て、当該周波数の電波を送信する電波送信機の位置を推
定する測位計算手段とを備えるように構成したので、計
測点が広範囲に分布していてもすべての計測点に係る電
波送信機から送信される電波をアンテナで受信して、各
電波送信機から送信される電波毎にアンテナ間での位相
差を基にして当該電波送信機の位置を独立に演算するこ
とができるから、構造物についての広い測定範囲におけ
る各計測点の位置を同時に独立して推定することができ
るという効果を奏する。また、計測点の位置を電波の位
相差から求めるように構成したので、電波の波長の数分
の1〜数10分の1の精度で高精度に位置を推定するこ
とができるという効果を奏する。また、電波を用いて計
測しているので、周囲の照明環境に影響を受けることが
ないから、暗い室内の測定や屋外における夜間の測定で
も十分な計測精度を得ることができるという効果を奏す
る。さらに、受信信号の位相差から計測点の位置を算出
するように構成したので、発信電波の波形に係る制約が
小さくなり、単純な構造の電波発信機を用いることがで
きるから、広範囲にまたがる壁面等の変位を低コストで
高精度に観測することができるという効果を奏する。As described above, according to the present invention, a plurality of radio transmitters provided for each measurement point and transmitting radio waves having different frequencies, a plurality of antennas arranged at different positions from each other, Provided for each antenna,
A plurality of band-pass filters for discriminating a signal received by each antenna into a signal of a corresponding frequency band for each radio transmitter, and radio transmission of at least three different combinations of two antennas among the plurality of antennas. For each radio wave of a different frequency transmitted from the transmitter, a phase difference detecting means for detecting the phase difference of the received radio wave between the two antennas of each combination, and for each radio wave of a different frequency transmitted from the radio transmitter. Positioning calculation means for determining intersections of at least three equal phase difference planes respectively derived from phase differences of at least three different combinations of two antennas and estimating a position of a radio wave transmitter transmitting a radio wave of the frequency So that even if the measurement points are distributed over a wide range, transmission from radio transmitters for all measurement points Radio wave received by the antenna, and the position of the radio wave transmitter can be independently calculated for each radio wave transmitted from each radio wave transmitter based on the phase difference between the antennas. This has the effect that the position of each measurement point in a wide measurement range can be simultaneously and independently estimated. In addition, since the position of the measurement point is obtained from the phase difference of the radio wave, the position can be estimated with high accuracy with a precision of several tenths to several tenths of the wavelength of the radio wave. . In addition, since measurement is performed using radio waves, the measurement is not affected by the surrounding lighting environment, so that there is an effect that sufficient measurement accuracy can be obtained even in a dark room or outdoors at night. Furthermore, since the position of the measurement point is calculated from the phase difference of the received signal, the restriction on the waveform of the transmitted radio wave is reduced, and a radio transmitter having a simple structure can be used. And the like can be observed with high accuracy at low cost.
【0060】この発明によれば、測位計算手段が受信機
の経路に係る透過位相誤差に起因する2つのアンテナの
組み合せについての位相差誤差を補正するための透過位
相差補正量を記憶する位相差補正量記憶部を備えるよう
に構成したので、位相差検出手段から得られる位相差を
補正して、正確な位相差を基にして計測点の位置を算出
するから、計測点位置に係る測位精度の劣化を防止する
ことができるという効果を奏する。According to the present invention, the positioning calculation means stores the transmission phase difference correction amount for correcting the phase difference error of the combination of the two antennas caused by the transmission phase error on the path of the receiver. Since the correction amount storage unit is provided, the phase difference obtained from the phase difference detection means is corrected, and the position of the measurement point is calculated based on the accurate phase difference. This has the effect of preventing the deterioration of the device.
【0061】この発明によれば、既知の位置に配置され
る電波送信機を備えるように構成したので、レーザ等の
他の測定手段を用いて電波送信機の位置を測定する必要
がなく、装置構成を簡略化することができるという効果
を奏する。According to the present invention, since the radio transmitter is provided at a known position, it is not necessary to measure the position of the radio transmitter using another measuring means such as a laser. There is an effect that the configuration can be simplified.
【0062】この発明によれば、計測点毎に設けられ、
それぞれが割り当てられた個別の周波数帯に対して2種
類のキャリア周波数を作用させて、それぞれ2種類の周
波数の電波を送信する複数の電波送信機と、各キャリア
周波数を単位として、複数のアンテナのなかの2つのア
ンテナに係る少なくとも3つの異なる組み合わせについ
て、電波送信機から送信される異なる周波数の電波毎
に、それぞれの組み合せに係る2つのアンテナ間での受
信電波の位相差を検出する位相差検出手段と、電波送信
機毎に、2つのアンテナに係るそれぞれの組み合せに対
してキャリア周波数毎に求められた2つの位相差からそ
れぞれの組み合せに係る等位相差面を確定して、確定さ
れた少なくとも3つの位相差面の交点を求めて、当該電
波発信機の位置を推定する測位計算手段とを備えるよう
に構成したので、2つのアンテナの組み合せに係る等位
相差面を正確に導けるから、計測点の位置測定に係る測
位精度の劣化を防止することができるという効果を奏す
る。また、計測点の位置測定に係る測位精度を高いレベ
ルに維持できるので、比較的短い波長の電波を用いるこ
とができ、計測点の位置をより高精度に推定することが
できるという効果を奏する。According to the present invention, provided for each measurement point,
A plurality of radio transmitters for transmitting radio waves of two kinds of frequencies by applying two kinds of carrier frequencies to the individual frequency bands to which each is assigned, and a plurality of antennas for each carrier frequency as a unit. For at least three different combinations of the two antennas, for each radio wave of a different frequency transmitted from the radio transmitter, phase difference detection for detecting the phase difference of the received radio waves between the two antennas of each combination Means, and for each radio wave transmitter, an equiphase difference plane for each combination is determined from two phase differences obtained for each carrier frequency for each combination of the two antennas, and at least the determined Since it is configured to include an intersection of three phase difference planes and a position calculating means for estimating the position of the radio wave transmitter, Since Michibikeru the equal phase differences surface of the combination of the antenna accurately, an effect that the degradation of the positioning accuracy of the position measurement of the measurement points can be prevented. Further, since the positioning accuracy related to the measurement of the position of the measurement point can be maintained at a high level, it is possible to use a radio wave having a relatively short wavelength, and it is possible to estimate the position of the measurement point with higher accuracy.
【0063】この発明によれば、計測点毎に設けられて
互いに直交する変調コードでそれぞれ変調された電波を
送信する複数の電波送信機と、それぞれのアンテナ毎に
設けられて、それぞれのアンテナで受信された信号を電
波送信機から送信される信号毎に弁別するように電波送
信機毎の変調コードにそれぞれ対応可能である複数のマ
ッチトフィルタとを備えるように構成したので、アンテ
ナに受信された電波を各電波発信機毎の信号に弁別して
それぞれの組み合せに係る2つのアンテナ間の位相差を
検出することができるから、構造物についての広い測定
範囲における各計測点の位置を同時に独立して推定する
ことができる等の効果を奏する。また、互いに直交する
変調コードでそれぞれ変調された電波を送信する複数の
電波送信機を備えるように構成したので、電波送信機が
使用する周波数帯域幅を小さくすることができるという
効果を奏する。According to the present invention, a plurality of radio transmitters are provided for each measurement point and transmit radio waves modulated respectively by orthogonal modulation codes, and a plurality of radio transmitters are provided for each antenna. Since it is configured to include a plurality of matched filters each capable of corresponding to a modulation code of each radio transmitter so as to discriminate the received signal for each signal transmitted from the radio transmitter, the received signal is received by the antenna. The radio waves are discriminated into signals for each radio transmitter, and the phase difference between the two antennas according to each combination can be detected. Therefore, the positions of the measurement points in a wide measurement range of the structure can be simultaneously and independently determined. And the like. In addition, since a plurality of radio transmitters for transmitting radio waves modulated by orthogonal modulation codes are provided, the frequency bandwidth used by the radio transmitter can be reduced.
【0064】この発明によれば、計測点毎に設けられて
互いに異なる送信タイミングを有する電波を送信する複
数の電波送信機と、それぞれのアンテナ毎に設けられ
て、それぞれのアンテナで受信された信号を電波送信機
から送信される信号毎に弁別するように電波送信機毎の
送信タイミングにそれぞれ同期して導通状態となる複数
のスイッチとを備えるように構成したので、アンテナに
受信された電波を各電波発信機毎の信号に弁別してそれ
ぞれの組み合せに係る2つのアンテナ間の位相差を検出
することができるから、構造物についての広い測定範囲
における各計測点の位置を同時に独立して推定すること
ができる等の効果を奏する。また、互いに異なる送信タ
イミングを有する電波を送信する複数の電波送信機を備
えるように構成したので、電波送信機が使用する周波数
帯域幅を小さくすることができるという効果を奏する。According to the present invention, a plurality of radio wave transmitters provided for each measurement point and transmitting radio waves having mutually different transmission timings, and a signal provided for each antenna and received by each antenna And a plurality of switches that are turned on in synchronization with the transmission timing of each radio transmitter so as to discriminate each signal transmitted from the radio transmitter. Since the phase difference between the two antennas according to each combination can be detected by discriminating the signal for each radio transmitter, the position of each measurement point in a wide measurement range for the structure is simultaneously and independently estimated. It has effects such as being able to do. In addition, since a plurality of radio transmitters for transmitting radio waves having different transmission timings from each other are provided, there is an effect that the frequency bandwidth used by the radio transmitter can be reduced.
【0065】この発明によれば、計測点毎に設けられて
互いに異なる周波数の電波を送信する複数の電波送信機
と、互いに異なる位置に配置された複数のアンテナと、
それぞれのアンテナ毎に設けられて、それぞれのアンテ
ナで受信された信号を電波送信機毎の対応する周波数帯
の信号に弁別する複数の帯域通過フィルタと、複数のア
ンテナのなかの2つのアンテナに係る少なくとも3つの
異なる組み合わせについて、電波送信機から送信される
異なる周波数の電波毎に、それぞれの組み合せに係る2
つのアンテナ間での受信電波の遅延時間差を検出する遅
延時間差検出手段と、電波送信機から送信される異なる
周波数の電波毎に、2つのアンテナに係る少なくとも3
つの異なる組み合せについての遅延時間差からそれぞれ
導かれる少なくとも3つの等遅延時間差面の交点を求め
て、当該周波数の電波を送信する電波送信機の位置を推
定する測位計算手段とを備えるように構成したので、計
測点が広範囲に分布していてもすべての計測点に係る電
波送信機から送信される電波をアンテナで受信して、各
電波送信機から送信される電波毎にアンテナ間での遅延
時間差を基にして当該電波送信機の位置を独立に演算す
ることができるから、構造物についての広い測定範囲に
おける各計測点の位置を同時に独立して推定することが
できる等の効果を奏する。According to the present invention, a plurality of radio transmitters provided for each measurement point for transmitting radio waves having different frequencies, a plurality of antennas arranged at different positions from each other,
A plurality of band-pass filters are provided for each antenna and discriminate signals received by each antenna into signals in a corresponding frequency band for each radio wave transmitter, and two of the plurality of antennas For at least three different combinations, for each radio wave of a different frequency transmitted from the radio transmitter, 2
A delay time difference detecting means for detecting a delay time difference of a received radio wave between the two antennas;
And a positioning calculation means for obtaining an intersection of at least three equal delay time difference planes respectively derived from the delay time differences of the three different combinations and estimating a position of a radio wave transmitter transmitting a radio wave of the frequency. Even if the measurement points are distributed over a wide area, the antennas receive the radio waves transmitted from the radio transmitters related to all the measurement points, and the delay time difference between the antennas for each radio wave transmitted from each radio transmitter is calculated. Since the position of the radio transmitter can be independently calculated based on the base, there is an effect that the position of each measurement point in a wide measurement range of the structure can be simultaneously and independently estimated.
【0066】この発明によれば、計測点毎に設けられて
互いに直交する変調コードでそれぞれ変調された電波を
送信する複数の電波送信機と、それぞれのアンテナ毎に
設けられて、それぞれのアンテナで受信された信号を電
波送信機から送信される信号毎に弁別するように電波送
信機毎の変調コードにそれぞれ対応可能である複数のマ
ッチトフィルタとを備えるように構成したので、アンテ
ナに受信された電波を各電波発信機毎の信号に弁別して
それぞれの組み合せに係る2つのアンテナ間の遅延時間
差を検出することができるから、構造物についての広い
測定範囲における各計測点の位置を同時に独立して推定
することができる等の効果を奏する。According to the present invention, a plurality of radio transmitters are provided for each measurement point and transmit radio waves modulated respectively by orthogonal modulation codes, and a plurality of radio transmitters are provided for each antenna. Since it is configured to include a plurality of matched filters each capable of corresponding to a modulation code of each radio transmitter so as to discriminate the received signal for each signal transmitted from the radio transmitter, the received signal is received by the antenna. Radio signals can be discriminated into signals for each radio transmitter, and the delay time difference between the two antennas according to each combination can be detected. Therefore, the positions of the measurement points in a wide measurement range of the structure can be simultaneously and independently determined. And the like.
【0067】この発明によれば、計測点毎に設けられて
互いに異なる送信タイミングを有する電波を送信する複
数の電波送信機と、それぞれのアンテナ毎に設けられ
て、それぞれのアンテナで受信された信号を電波送信機
から送信される信号毎に弁別するように電波送信機毎の
送信タイミングにそれぞれ同期して導通状態となる複数
のスイッチとを備えるように構成したので、アンテナに
受信された電波を各電波発信機毎の信号に弁別してそれ
ぞれの組み合せに係る2つのアンテナ間の遅延時間差を
検出することができるから、構造物についての広い測定
範囲における各計測点の位置を同時に独立して推定する
ことができる等の効果を奏する。According to the present invention, a plurality of radio wave transmitters provided for each measurement point and transmitting radio waves having different transmission timings, and a plurality of radio wave transmitters provided for each antenna and received by each antenna And a plurality of switches that are turned on in synchronization with the transmission timing of each radio transmitter so as to discriminate each signal transmitted from the radio transmitter. Since the delay time difference between the two antennas according to each combination can be detected by discriminating the signal for each radio wave transmitter, the position of each measurement point in a wide measurement range of the structure is simultaneously and independently estimated. It has effects such as being able to do.
【図1】 この発明の実施の形態1による構造物の震動
変位計測装置を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a structure vibration displacement measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 2つのアンテナに受信される電波に係る等位
相差面を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an equal phase difference surface related to radio waves received by two antennas.
【図3】 2種類の等位相差面の交差状態を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing an intersecting state of two types of equal phase difference surfaces.
【図4】 この発明の実施の形態2による構造物の震動
変位計測装置を用いての送信機位置の導出過程を示すフ
ローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a process of deriving a transmitter position using the structure vibration displacement measuring device according to the second embodiment of the present invention.
【図5】 この発明の実施の形態2の変形例による構造
物の震動変位計測装置を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a vibration displacement measuring device for a structure according to a modification of the second embodiment of the present invention.
【図6】 この発明の実施の形態3による構造物の震動
変位計測装置を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing an apparatus for measuring a vibration displacement of a structure according to a third embodiment of the present invention.
【図7】 2種類の電波に係る等位相差面を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram illustrating an equal phase difference surface relating to two types of radio waves.
【図8】 この発明の実施の形態6による構造物の震動
変位計測装置を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram illustrating an apparatus for measuring a vibration displacement of a structure according to a sixth embodiment of the present invention.
【図9】 従来の構造物の震動変位計測装置の例を示す
概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of a conventional apparatus for measuring vibration displacement of a structure.
【符号の説明】 1 壁面、2j(j=1〜n),20,31j(j=1
〜n),41j(j=1〜n) 電波送信機、3i(i
=1〜4) アンテナ、4,331,332局部発信
機、5i(i=1〜4) ダウンコンバータ、6i(i
=1〜4) A/D変換器、7ij(i=1〜4,j=
1〜n) 帯域通過フィルタ、8a,8b,8c,34
a,34b,34c,34a’,34b’,34c’
位相差検出手段、9,35,43 測位計算手段、10
表示手段、321,322 分配器、42a,42
b,42c 遅延時間差検出手段。[Description of Signs] 1 wall surface, 2 j (j = 1 to n), 20, 31 j (j = 1
To n), 41 j (j = 1 to n) radio transmitter, 3 i (i
= 1 to 4) Antenna, 4,33 1 , 33 2 local oscillator, 5 i (i = 1 to 4) down converter, 6 i (i
= 1 to 4) A / D converter, 7 ij (i = 1 to 4, j =
1-n) band pass filters, 8a, 8b, 8c, 34
a, 34b, 34c, 34a ', 34b', 34c '
Phase difference detecting means, 9, 35, 43 positioning calculating means, 10
Display means, 32 1 , 32 2 distributors, 42a, 42
b, 42c Delay time difference detecting means.
Claims (9)
数の電波を送信する複数の電波送信機と、 互いに異なる位置に配置された複数のアンテナと、 それぞれの前記アンテナ毎に設けられて、それぞれの前
記アンテナで受信された信号を前記電波送信機毎の対応
する周波数帯の信号に弁別する複数の帯域通過フィルタ
と、 複数の前記アンテナのなかの2つの前記アンテナに係る
少なくとも3つの異なる組み合わせについて、前記電波
送信機から送信される異なる周波数の電波毎に、それぞ
れの組み合せに係る2つの前記アンテナ間での受信電波
の位相差を検出する位相差検出手段と、 前記電波送信機から送信される異なる周波数の電波毎
に、2つの前記アンテナに係る少なくとも3つの異なる
組み合せについての位相差からそれぞれ導かれる少なく
とも3つの等位相差面の交点を求めて、当該周波数の電
波を送信する電波送信機の位置を推定する測位計算手段
とを備えたことを特徴とする構造物の震動変位計測装
置。1. A plurality of radio transmitters provided for each measurement point for transmitting radio waves of different frequencies, a plurality of antennas arranged at different positions, provided for each of the antennas, A plurality of bandpass filters for discriminating a signal received by the antenna into a signal of a corresponding frequency band for each of the radio transmitters; and at least three different combinations of two of the plurality of antennas. A phase difference detecting unit for detecting a phase difference of a received radio wave between the two antennas according to each combination for each radio wave of a different frequency transmitted from the radio wave transmitter; For each radio wave of different frequency, each is derived from the phase difference for at least three different combinations of the two antennas. Seeking at least three intersections equiphase difference plane, vibration displacement measuring apparatus of the structure, characterized in that a positioning calculation means for estimating the position of a radio wave transmitter for transmitting a radio wave of the frequency.
過位相誤差に起因する2つのアンテナの組み合せについ
ての位相差誤差を補正するための透過位相差補正量を記
憶する位相差補正量記憶部を備えることを特徴とする請
求項1記載の構造物の震動変位計測装置。2. A phase difference correction amount storage for storing a transmission phase difference correction amount for correcting a phase difference error of a combination of two antennas caused by a transmission phase error relating to a path of a receiver. The vibration displacement measuring device for a structure according to claim 1, further comprising a part.
えることを特徴とする請求項2記載の構造物の震動変位
計測装置。3. The apparatus according to claim 2, further comprising a radio transmitter arranged at a known position.
てられた個別の周波数に対して2種類のキャリア周波数
を作用させて、それぞれ2種類の周波数の電波を送信す
る複数の電波送信機と、 互いに異なる位置に配置された複数のアンテナと、 各キャリア周波数を単位として、それぞれの前記アンテ
ナ毎に設けられて、それぞれの前記アンテナで受信され
た信号を前記電波送信機毎の個別の周波数帯の信号に弁
別する複数の帯域通過フィルタと、 各キャリア周波数を単位として、複数の前記アンテナの
なかの2つの前記アンテナに係る少なくとも3つの異な
る組み合わせについて、前記電波送信機から送信される
異なる周波数の電波毎に、それぞれの組み合せに係る2
つの前記アンテナ間での受信電波の位相差を検出する位
相差検出手段と、 前記電波送信機毎に、2つの前記アンテナに係るそれぞ
れの組み合せに対してキャリア周波数毎に求められた2
つの位相差からそれぞれの組み合せに係る等位相差面を
確定して、確定された少なくとも3つの位相差面の交点
を求めて、当該電波発信機の位置を推定する測位計算手
段とを備えたことを特徴とする構造物の震動変位計測装
置。4. A plurality of radio transmitters provided for each measurement point and transmitting radio waves of two different frequencies by applying two types of carrier frequencies to individual frequencies assigned to the respective measurement points; A plurality of antennas arranged at different positions from each other, and each carrier frequency is provided as a unit, provided for each of the antennas, and a signal received by each of the antennas is transmitted in a separate frequency band for each of the radio transmitters. A plurality of band-pass filters for discriminating signals, and radio waves of different frequencies transmitted from the radio transmitter for at least three different combinations of two of the plurality of antennas in units of each carrier frequency. 2 for each combination
Phase difference detecting means for detecting a phase difference of a received radio wave between the two antennas, and for each of the radio wave transmitters, two combinations determined for each combination of the two antennas for each carrier frequency.
Positioning calculation means for determining an equal phase difference plane relating to each combination from the two phase differences, obtaining an intersection of the determined at least three phase difference planes, and estimating the position of the radio wave transmitter. A vibration displacement measuring device for a structure characterized by the following.
調コードでそれぞれ変調された電波を送信する複数の電
波送信機と、 互いに異なる位置に配置された複数のアンテナと、 それぞれの前記アンテナ毎に設けられて、それぞれの前
記アンテナで受信された信号を前記電波送信機から送信
される信号毎に弁別するように前記電波送信機毎の変調
コードにそれぞれ対応可能である複数のマッチトフィル
タと、 複数の前記アンテナのなかの2つの前記アンテナに係る
少なくとも3つの異なる組み合せについて、前記電波送
信機から送信される異なる変調コードで変調された電波
毎に、それぞれの組み合せに係る2つの前記アンテナ間
での受信電波の位相差を検出する位相差検出手段と、 前記電波送信機から送信される異なる変調コードで変調
された電波毎に、2つの前記アンテナに係る少なくとも
3つの異なる組み合せについての位相差からそれぞれ導
かれる少なくとも3つの等位相差面の交点を求めて、当
該変調コードで変調された電波を送信する電波送信機の
位置を推定する測位計算手段とを備えたことを特徴とす
る構造物の震動変位計測装置。5. A plurality of radio transmitters provided at each measurement point for transmitting radio waves modulated by orthogonal modulation codes, a plurality of antennas arranged at different positions from each other, Are provided, a plurality of matched filters capable of respectively corresponding to the modulation code for each radio transmitter so as to discriminate the signal received by each antenna for each signal transmitted from the radio transmitter For at least three different combinations of the two antennas among the plurality of antennas, for each radio wave modulated with a different modulation code transmitted from the radio wave transmitter, the two antennas of the respective combinations are Phase difference detecting means for detecting the phase difference of the received radio wave, and modulated with a different modulation code transmitted from the radio wave transmitter For each radio wave transmitted, an intersection of at least three equal phase difference planes respectively derived from the phase differences of at least three different combinations of the two antennas is obtained, and the radio wave transmitted by the modulation code is transmitted. An apparatus for measuring the vibration displacement of a structure, comprising: a positioning calculation means for estimating the position of the aircraft.
タイミングを有する電波を送信する複数の電波送信機
と、 互いに異なる位置に配置された複数のアンテナと、 それぞれの前記アンテナ毎に設けられて、それぞれの前
記アンテナで受信された信号を前記電波送信機から送信
される信号毎に弁別するように前記電波送信機毎の送信
タイミングにそれぞれ同期して導通状態となる複数のス
イッチと、 複数の前記アンテナのなかの2つの前記アンテナに係る
少なくとも3つの異なる組み合せについて、前記電波送
信機から送信される異なる送信タイミングを有する電波
毎に、それぞれの組み合せに係る2つの前記アンテナ間
での受信電波の位相差を検出する位相差検出手段と、 前記電波送信機から送信される異なる送信タイミングを
有する電波毎に、2つの前記アンテナに係る少なくとも
3つの異なる組み合せについての位相差からそれぞれ導
かれる少なくとも3つの等位相差面の交点を求めて、当
該送信タイミングを有する電波を送信する電波送信機の
位置を推定する測位計算手段とを備えたことを特徴とす
る構造物の震動変位計測装置。6. A plurality of radio wave transmitters provided for each measurement point for transmitting radio waves having different transmission timings, a plurality of antennas arranged at different positions from each other, and provided for each of said antennas A plurality of switches that are turned on in synchronization with the transmission timing of each of the radio transmitters so as to discriminate the signal received by each of the antennas for each signal transmitted from the radio transmitter, For at least three different combinations of the two antennas among the antennas, for each of the radio waves having different transmission timings transmitted from the radio wave transmitter, the reception radio waves between the two antennas of the respective combinations are Phase difference detecting means for detecting a phase difference; In each case, the intersection of at least three equal phase difference planes respectively derived from the phase differences of at least three different combinations of the two antennas is obtained, and the position of the radio wave transmitter transmitting the radio wave having the transmission timing is determined. An apparatus for measuring a vibration displacement of a structure, comprising: a positioning calculation means for estimating the vibration.
数の電波を送信する複数の電波送信機と、 互いに異なる位置に配置された複数のアンテナと、 それぞれの前記アンテナ毎に設けられて、それぞれの前
記アンテナで受信された信号を前記電波送信機毎の対応
する周波数帯の信号に弁別する複数の帯域通過フィルタ
と、 複数の前記アンテナのなかの2つの前記アンテナに係る
少なくとも3つの異なる組み合わせについて、前記電波
送信機から送信される異なる周波数の電波毎に、それぞ
れの組み合せに係る2つの前記アンテナ間での受信電波
の遅延時間差を検出する遅延時間差検出手段と、 前記電波送信機から送信される異なる周波数の電波毎
に、2つの前記アンテナに係る少なくとも3つの異なる
組み合せについての遅延時間差からそれぞれ導かれる少
なくとも3つの等遅延時間差面の交点を求めて、当該周
波数の電波を送信する電波送信機の位置を推定する測位
計算手段とを備えたことを特徴とする構造物の震動変位
計測装置。7. A plurality of radio transmitters provided at each measurement point for transmitting radio waves of different frequencies, a plurality of antennas arranged at different positions, provided for each of said antennas, A plurality of bandpass filters for discriminating a signal received by the antenna into a signal of a corresponding frequency band for each of the radio transmitters; and at least three different combinations of two of the plurality of antennas. A delay time difference detecting unit that detects a delay time difference of a received radio wave between the two antennas according to each combination for each radio wave of a different frequency transmitted from the radio wave transmitter, and transmitted from the radio wave transmitter. For each radio wave of a different frequency, the difference between the delay times for at least three different combinations of the two antennas is calculated. And a position calculating means for estimating a position of an electric wave transmitter for transmitting an electric wave of the frequency by finding an intersection of at least three equal delay time difference planes respectively guided. apparatus.
調コードでそれぞれ変調された電波を送信する複数の電
波送信機と、 互いに異なる位置に配置された複数のアンテナと、 それぞれの前記アンテナ毎に設けられて、それぞれの前
記アンテナで受信された信号を前記電波送信機から送信
される信号毎に弁別するように前記電波送信機毎の変調
コードにそれぞれ対応可能である複数のマッチトフィル
タと、 複数の前記アンテナのなかの2つの前記アンテナに係る
少なくとも3つの異なる組み合せについて、前記電波送
信機から送信される異なる変調コードで変調された電波
毎に、それぞれの組み合せに係る2つの前記アンテナ間
での受信電波の遅延時間差を検出する遅延時間差検出手
段と、 前記電波送信機から送信される異なる変調コードで変調
された電波毎に、2つの前記アンテナに係る少なくとも
3つの異なる組み合せについての遅延時間差からそれぞ
れ導かれる少なくとも3つの等遅延時間差面の交点を求
めて、当該変調コードで変調された電波を送信する電波
送信機の位置を推定する測位計算手段とを備えたことを
特徴とする構造物の震動変位計測装置。8. A plurality of radio transmitters provided at each measurement point for transmitting radio waves modulated by modulation codes orthogonal to each other, a plurality of antennas arranged at different positions from each other; Are provided, a plurality of matched filters capable of respectively corresponding to the modulation code for each radio transmitter so as to discriminate the signal received by each antenna for each signal transmitted from the radio transmitter For at least three different combinations of the two antennas among the plurality of antennas, for each radio wave modulated with a different modulation code transmitted from the radio wave transmitter, the two antennas of the respective combinations are A delay time difference detecting means for detecting a delay time difference between received radio waves, and a different modulation code transmitted from the radio wave transmitter. For each modulated radio wave, determine the intersection of at least three equal delay time difference planes derived from the delay time differences for at least three different combinations of the two antennas, and transmit the radio wave modulated with the modulation code. An apparatus for measuring vibration displacement of a structure, comprising: a positioning calculation means for estimating a position of a radio transmitter.
タイミングを有する電波を送信する複数の電波送信機
と、 互いに異なる位置に配置された複数のアンテナと、 それぞれの前記アンテナ毎に設けられて、それぞれの前
記アンテナで受信された信号を前記電波送信機から送信
される信号毎に弁別するように前記電波送信機毎の送信
タイミングにそれぞれ同期して導通状態となる複数のス
イッチと、 複数の前記アンテナのなかの2つの前記アンテナに係る
少なくとも3つの異なる組み合せについて、前記電波送
信機から送信される異なる送信タイミングを有する電波
毎に、それぞれの組み合せに係る2つの前記アンテナ間
での受信電波の遅延時間差を検出する遅延時間差検出手
段と、 前記電波送信機から送信される異なる送信タイミングを
有する電波毎に、2つの前記アンテナに係る少なくとも
3つの異なる組み合せについての遅延時間差からそれぞ
れ導かれる少なくとも3つの等遅延時間差面の交点を求
めて、当該送信タイミングを有する電波を送信する電波
送信機の位置を推定する測位計算手段とを備えたことを
特徴とする構造物の震動変位計測装置。9. A plurality of radio transmitters provided for each measurement point and transmitting radio waves having different transmission timings, a plurality of antennas arranged at different positions from each other, and provided for each of said antennas A plurality of switches that are turned on in synchronization with the transmission timing of each of the radio transmitters so as to discriminate the signal received by each of the antennas for each signal transmitted from the radio transmitter, For at least three different combinations of the two antennas among the antennas, for each of the radio waves having different transmission timings transmitted from the radio wave transmitter, the reception radio waves between the two antennas of the respective combinations are Delay time difference detecting means for detecting a delay time difference, and different transmission timings transmitted from the radio wave transmitter. For each radio wave to be transmitted, an intersection of at least three equal delay time difference planes respectively derived from delay time differences of at least three different combinations of the two antennas is obtained, and a radio transmitter for transmitting a radio wave having the transmission timing is obtained. A vibration displacement measuring device for a structure, comprising: a position calculating means for estimating a position.
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008008780A (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Univ Of Electro-Communications | Position estimation system and position estimation method |
| KR100841464B1 (en) | 2007-10-11 | 2008-06-30 | 한국종합설계 주식회사 | Geodetic Reference Surveying System for Checking Elevation |
| JP2008151578A (en) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Mitsubishi Electric Corp | Relative position estimation system |
| JP2008202964A (en) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Mitsubishi Electric Corp | Displacement measuring device |
| JP2009053023A (en) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | Displacement measuring device |
| DE102009037628A1 (en) | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Mitsubishi Electric Corp. | positioning system |
| JP2011529174A (en) * | 2008-07-25 | 2011-12-01 | フラウンホーファーゲゼルシャフト ツール フォルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシユング エー.フアー. | Apparatus and method for determining the distance and / or orientation of a movable object |
| JP2012506032A (en) * | 2008-10-15 | 2012-03-08 | フラウンホーファーゲゼルシャフト ツール フォルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシユング エー.フアー. | System for judging the movement of a rocking structure |
| JP2015184261A (en) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | Position estimation apparatus |
| WO2016157705A1 (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Satellite positioning system, electronic device, transmitter, and positioning method |
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008008780A (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Univ Of Electro-Communications | Position estimation system and position estimation method |
| JP2008151578A (en) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Mitsubishi Electric Corp | Relative position estimation system |
| JP2008202964A (en) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Mitsubishi Electric Corp | Displacement measuring device |
| JP2009053023A (en) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | Displacement measuring device |
| KR100841464B1 (en) | 2007-10-11 | 2008-06-30 | 한국종합설계 주식회사 | Geodetic Reference Surveying System for Checking Elevation |
| JP2011529174A (en) * | 2008-07-25 | 2011-12-01 | フラウンホーファーゲゼルシャフト ツール フォルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシユング エー.フアー. | Apparatus and method for determining the distance and / or orientation of a movable object |
| JP2012506032A (en) * | 2008-10-15 | 2012-03-08 | フラウンホーファーゲゼルシャフト ツール フォルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシユング エー.フアー. | System for judging the movement of a rocking structure |
| DE102009037628A1 (en) | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Mitsubishi Electric Corp. | positioning system |
| JP2015184261A (en) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | Position estimation apparatus |
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