[發明專利]一種高精度位置、方位角和俯仰角的組合測量方法及裝置

無效

• 申請號: 200710178328.2
• 申請日: 2007-11-28
• 公開（公告）號: CN101446634A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 尤紅建;蘇林;丁赤飚
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 梁愛榮

技術領域

本發明屬于定位定向技術領域，涉及一種高精度位置、方位角和俯仰角的組合測量裝置。

背景技術

隨著國民經濟和交通事業的發展，定位定向技術顯現出突出重要的地位，尤其在武器系統中它是一個重要組成部分，是提高自行火炮射擊精度、快速反應能力和機動性能的主要設備，能夠快速為自行火炮、指揮車、前觀偵察車和偵察枝射雷達、氣象雷達等提供精確的位置和基準方向，并能使自行火炮在射擊過程中實現逐發自動復位。

為了真正做到在未來戰爭中有效地保存自己，同時又準確地打擊敵人，實施導彈武器的機動發射已成為導彈作戰的一個發展趨勢。實施導彈的機動發射，從保障方面來說，首先要解決的一個問題就是發射陣地的快速定位、定向，其定位、定向速度的快慢和精度的高低將直接影響導彈機動發射的速度及命中目標的效果。當前主要的定位定向技術分為兩大類。一類是慣性定位定向技術，另一類是基于衛星定位系統(如GPS)定位定向技術。目前，追求快速、高精度正是衛星定位技術研究的一個重要方向，已經有許多成熟的經驗、技術。

美國全球定位系統GPS以及俄羅斯的衛星定位系統GLONASS自成功應用以來，已經在為用戶提供三維位置、三維速度和時間信息等方面發揮了巨大的作用，應用領域也日趨擴大。GPS和GLONASS載波相位觀測量是能達到毫米級測量精度的測量信息，這為武器系統的定向提供了強大的技術基礎。應用GPS或GLONASS測量技術進行發射陣地的快速定位、定向具有精度高、設備簡單、時間短且不受限制的特點，已成為極有可能取代常規保障方法的一種手段。

目前國內外已經開始采用GPS來研制和開發定位定向裝置，但它們一般以GPS系統為基礎，使用中衛星數量有限，在受部分遮擋時會無法定位，而且接收機依賴于GP單系統，特殊情況也下會無法工作。本發明裝置采用了GPS和俄羅斯GLONASS雙系統的接收機為主，同時集成了信標差分技術，確保了系統在GPS受影響時仍然工作，在沿海地區時接收信標差分信號，能提高實時定位精度到1米。

發明內容

為了解決現有技術定位精度還不能滿足使用要求的問題，本發明的目的是提供一種三維位置、方位角和俯仰角的組合測量裝置及方法。

為達到上述目的，本發明提供一種高精度位置、方位角和俯仰角的組合測量方法，其解決問題的技術方案包括：

步驟1：利用兩個衛星接收天線所在的測量標志點構成測量基線；

步驟2：由雙系統衛星定位接收機板和信標接收機板分別同步接收第一衛星天線信號和信標天線信號；

步驟3：雙系統衛星定位接收機板同步接收信標接收機的數字信號；

步驟4：GPS接收機板同步接收第二衛星天線信號；

步驟5：對第一衛星天線信號、第二衛星天線信號和信標信號進行同步計算來實現對衛星天線所在位置的三維精確測量和天線基線在地理坐標系下的方位角和俯仰角的精確測量。

根據本發明的實施例，所述三維位置和方位角、俯仰角的精確測量，是根據坐標基準轉換原理以及坐標投影變換原理，對測量的三維位置和方位角、俯仰角在WGS—84坐標基準和北京54坐標基準之間進行轉換，或在空間地理坐標和高斯平面坐標之間進行轉換。

根據本發明的實施例，通過對雙系統衛星定位接收機板和GPS接收機板的觀測數據同步采集，根據采集的載波相位數據、衛星星歷數據、偽距數據和多普勒數據，依據載波相位差分的原理，采用顧及殘差平方和的方位角、俯仰角兩維搜索方法來實現對衛星天線基線的方位角和俯仰角的實時測量。

為達到上述目的，本發明提供一種高精度位置、方位角和俯仰角的組合測量裝置，解決技術問題的方案包括：一塊GPS+GLONASS雙系統衛星定位接收機板、一塊GPS接收機板、一塊信標接收機板、一臺計算機進行集成，盒外安裝液晶顯示屏和兩個衛星接收天線和一個信標接收天線；

系統衛星定位接收機板的第一端與第一衛星接收天線一端電性連接，并進行信號通訊；

雙系統衛星定位接收機板的第二端與信標接收機板的第一端電性連接，進行信號通訊；

雙系統衛星定位接收機板的第三端與計算機的第一端電性連接，進行信號通訊。

信標接收機板的第二端與信標接收天線的一端電性連接，并進行信號通訊。

GPS接收機板的第一端與第二衛星接收天線的一端電性連接，并進行信號通訊；

GPS接收機板的第二端與計算機的第二端電性連接，進行信號通訊；

液晶顯示單元與計算機的第二端電性連接。