高楼、桥梁、大坝、机场等大型建筑结构在国家经济发展以及人们日常生活中发挥着重要作用，但大型结构尺寸巨大、具有相当的自重，且几十年、上百年长时间受到野外的雨、雾、雪和台风、滑坡、地震等多种环境外力作用，使得大型结构可能出现局部损伤甚至整体垮塌，并导致巨大经济损失和人们伤亡的灾难性事故。为此，世界各国均投入巨大财力研发准确、有效的结构状态监测技术，其中位移/变形能快速反映结构整体受力和局部损伤状态，成为研究热点。　　由于大型结构内部受力、外部环境复杂，其位移/变形监测呈现全天候、高精度、远距离、大量程、多测点、多维变形、快速以及低成本测量等需求特点，使得目前主要的结构位移变形监测方法在测量范围、精度、速度、成本、适应对象及环境等方面难以同时有效地满足上述各变形监测需求。因此，研究一种面向大型结构变形监测各需求的测量方法，将具有重大社会意义和工程价值。　　鉴于此，为突破主要结构变形监测方法的局限，在国家自然科学基金“基于地面定位系统的大型结构三维变形测量关键技术研究”(NO.51078369)、中央高校资助项目“基于微波技术的毫米级位移测量技术研究”(CDJXS10120002)的支持下，提出一种面向大型结构的微波相位雷达有源反射变形监测方法，以结构被测点的初始距离与距离变化两个关键参数的测量为主线，从方案、原理、设计、实验等方面开展了全面研究，具体完成了以下几方面的工作：　　①提出微波相位雷达有源反射的变形监测方法　　分析了高楼、大桥等大型建筑结构的变形监测需求，综合对比了主要结构变形监测方法尤其是GPS、全站仪的优缺点，分析了微波相位雷达在变形监测中的潜力以及需要解决的发射机泄漏、远距离工作、成本等问题，探讨了雷达有源反射技术解决上述问题的巨大潜力，导出了被测点变形量与其初始距离、距离变化量3者的关系，据此提出了微波相位雷达的有源反射变形监测方法，并指出了高精度、远距离、低成本等需求的初始距离和距离变化测量为其两个关键技术。　　②研究解决被测点距离变化的测量难题　　根据采用有源反射技术解决雷达发射机泄漏等问题的分析，提出了基于微波相位雷达和有源反射器的距离变化测量方法，以单测点目标为例导出并论证了距离变化测量原理，据此详细研究了实现高精度、远距离、大量程等距离变化测量的关键措施，以此建立了系统设计法则，突破了微波相位雷达的发射机泄漏、远距离工作、成本等限制，为大型结构变形监测奠定了距离变化测量基础。　　③研究解决被测点初始距离的测量难题　　重点研究了采用单频测尺的载波调制技术、基于降频和测时技术的测相方法解决兼顾测距范围、精度和速度的问题，据此提出了基于载波调制和有源反射的测距方法，还详细研究了实现远距离、快速度、多测点等其他测距需求的关键措施，建立测距系统设计法则，突破了多频微波相位雷达测尺切换、发射机泄漏、测量速度、成本等限制，奠定了由一维变形转至三维变形监测的测距基础。　　④实验系统开发及实验验证　　根据变形监测需求，分别研究了器件选型、测相单元研制等方面，搭建了距离变化和初始距离测量系统，进行了实验验证。距离变化测量实验表明，系统对80米、100米远目标的测量标准差均优于0.043 mm、测量速度为0.02-0.03s/次、量程可达0.40m、单测点成本为1500-2000RMB；初始测距实验表明，系统可实现10-100米的测距范围、测距标准差优于2.5 cm、速度为0.03-0.04s/次、单测点成本1000RM B左右。实验验证了上述两方法有效性，为微波相位雷达有源反射变形监测方法奠定了技术基础。