[發(fā)明專利]一種全方位GPS多路徑信號測試裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910011328.2
• 申請日: 2009-04-25
• 公開（公告）號: CN101629998A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 伊廷華;李宏男
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G01S1/04
• 分類號: G01S1/04
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心
• 代理人: 侯明遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程及測量工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種全方位GPS多路徑信 號測試裝置。

背景技術(shù)

近年來，隨著GPS中的載波相對定位技術(shù)逐步成熟，這一有著高效、快速、 全自動、全天候和高精度等優(yōu)越性能的變形監(jiān)測方法在特大型土木工程中開始 應(yīng)用。通過GPS變形監(jiān)測可以獲取測點大量的重復(fù)觀測數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)信息不 但包含建筑物真實的變形量，同時也不可避免地含有多種干擾誤差項，如與GPS 衛(wèi)星有關(guān)的誤差：衛(wèi)星軌道偏差、衛(wèi)星鐘差；與衛(wèi)星信號傳播有關(guān)的誤差：電 離層折射、對流層折射、多路徑效應(yīng)；與接收設(shè)備有關(guān)的誤差：觀測誤差、接 收機(jī)鐘差、天線相位中心偏差；其它誤差：地球自轉(zhuǎn)的影響、相對論效應(yīng)影響、 地球潮汐影響等。

這些誤差源中，地球自轉(zhuǎn)影響、地球潮汐影響等誤差經(jīng)模型化改正后，剩 余殘差對短基線的影響可以忽略。載波相對定位方式屬于雙差相位觀測模型， 根據(jù)基線兩端的相關(guān)性原理，可完全消除相對論效應(yīng)、衛(wèi)星鐘差和接收機(jī)鐘差 的影響，且對大氣折射和衛(wèi)星軌道誤差也有很好地削弱作用。而多路徑效應(yīng)引 起的誤差，隨著反射物距離的增加衰減很快，使得多路徑效應(yīng)的測站相關(guān)性很 弱，即使很短的基線，兩站間多路徑影響差異也很大，站間求差方法對多路徑 誤差的消除作用不大，且沒有較好的模型來改正，多路徑效應(yīng)已成為影響高精 度定位的最大制約因素。

采用GPS對結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測時，每個GPS天線安裝的位置是不同的，它們所 處的環(huán)境也就不同，不同環(huán)境的反射介質(zhì)將引起的不同的多路徑誤差，因此研 究并歸納出常見介質(zhì)對GPS信號的影響規(guī)律具有重要的現(xiàn)實意義。但目前國內(nèi) 外學(xué)者對GPS信號的影響規(guī)律的實驗研究基本處于探索階段，大多是將反射板 簡單的擺放在GPS天線的旁邊或通過三腳架將反射板掛起來的方式來產(chǎn)生多路 徑信號，這樣做有眾多缺陷：(1)反射板的高度較難精確控制；(2)反射板 與GPS天線的距離較難精確控制；(3)反射板與GPS天線的相對方位較難精 確控制；(4)不同大小的反射板較難牢固的固定住。

因此，開發(fā)一種全方位的GPS多路徑信號測試裝置對土木工程及測量工程 技術(shù)領(lǐng)域的工作人員研究GPS多路徑信號的規(guī)律性，進(jìn)而提高GPS定位精度具 有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種全方位GPS多路徑信號測試裝置，其目的是解決GPS多 路徑誤差實驗中反射板的高度、反射板與GPS天線的距離、反射板與GPS天線 的相對方位較難精確控制等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

全方位GPS多路徑信號測試裝置，主要由夾具、掛環(huán)、反射板上固定條、 反射板上固定條螺栓、形狀記憶合金絞線、反射板、反射板下固定條、反射板 下固定條螺栓、滾軸、扣緊裝置、轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)輪把手、反射板支撐桿、反射板支 撐桿螺栓、連接法蘭、伸縮桿、伸縮桿支座、伸縮桿支座螺栓、軌道、GPS信 號接收機(jī)天線、抑徑板、GPS信號接收機(jī)天線支撐、GPS信號接收機(jī)天線支座 螺栓和GPS信號接收機(jī)天線支座組成。主要技術(shù)方案為：將軌道固定在地面上， 軌道的一端連接GPS信號接收機(jī)天線支座，支座的上端連接GPS信號接收機(jī)天 線支撐，支撐上端連接抑徑板，抑徑板上面安裝GPS信號接收機(jī)天線；軌道的 另外一端連接伸縮桿的支座，支座的上端連接伸縮桿，伸縮桿上端連接法蘭， 法蘭上端通過螺栓與反射板支撐桿連接；反射板支撐桿的下部對稱裝有兩個轉(zhuǎn) 輪，上端對應(yīng)位置處焊接兩個掛環(huán)，掛環(huán)和轉(zhuǎn)輪中間通過形狀記憶合金絞線相 連接；在兩個轉(zhuǎn)輪上部處的反射板支撐桿斷開，斷開位置處安裝一個扣緊裝置 和滾軸；反射板支撐桿斷開部位的上面安裝有反射板下固定條和上固定條，下 固定條與支撐桿焊接，上固定條通過夾具與支撐桿連接，上固定條和下固定條 上均勻分布有螺栓孔。

通過松開反射板支撐桿上的扣緊裝置，可以使反射板改變仰俯角；通過調(diào) 整伸縮桿的長短，可以改變反射板的高度；通過調(diào)整伸縮桿支座螺栓可以改變 反射板與GPS信號接收機(jī)天線之間的距離；通過調(diào)整反射板支撐桿螺栓可以改 變反射板與GPS信號接收機(jī)天線之間的方位；通過調(diào)整夾具在反射板支撐上的 位置可以使裝置適用于不同大小的反射板。此外，形狀記憶合金絞線可以有效 控制反射板的牢固性，抑徑板可以有效消除來自GPS信號接收機(jī)天線下部的多 路徑信號。