对大型建筑物进行三维位移/变形监测，可以随时了解、掌握建筑物结构的变化情况以及建筑物的局部损伤情况，预警可能出现的建筑物坍塌事故。在实际的建筑物三维位移/变形监测中，需要全面考虑测量全天候、测量范围、测量精度、测量成本等多项指标。目前应用较多的三维位移监测方式包括全站仪和GPS系统，它们均以测距作为基础来实现位移测量，且测距的精度直接影响位移精度，然而由于全站仪中相位法激光测距在全天候测量方面，GPS伪码在高精度测量方面的制约，导致它们各自均不能全面满足实际的测量要求。采用相位法微波测距可以同时兼具全站仪高精度、GPS全天候的优点。然而，由于价格、技术、体积等方面的限制，相位法微波测距仪自上世纪90年代逐步被激光测距仪取代，现已没有商业化产品。不过，目前电子器件的发展已极其成熟，且价格相对合理，这些为研究低成本、高精度的相位法微波测距仪奠定基础。因此，结合实际三维位移/变形监测的要求，以及现有成熟微波发射接收器件、信号调理器件，对相位法微波测距系统的设计与搭建展开研究。主要完成了以下工作：①分析对比了目前三维位移/变形监测中广泛应用的测距方法，根据三维位移/变形监测对测量全天候、测量范围、测量精度、测量成本等方面的实际工程要求，确定了相位法微波测距方法。②讨论了相位法微波测距系统中相位法测距、调频解调、以及差频测相的原理，验证了相位法微波测距的理论可行性。③根据相位法微波测距原理对测距系统进行了设计，包括发射接收装置、信号处理模块和相位差测量模块三部分的选型设计及制作，并完成了对模块的性能测试实验。④对设计的测距系统进行了温度影响的理论与实验研究，理论分析表明，在被测距离固定的情况下，温度变化时，被测距离结果与温度呈三次函数关系；搭建了相应的实验系统，验证了理论分析的正确。根据分析结果，添加了散热装置，避免系统内部电子器件发热引起温度变化，使系统处于一个较稳定的温度环境中。⑤搭建了测距实验系统，在室外分别对测距系统的测量范围和测量精度进行了实验。