[發明專利]用于確定兩個GPS天線相對于彼此的相對定向的方法和裝置

有效

• 申請號: 201380051025.8
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN104685372B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: R·比伯
• 申請（專利權）人: 凱瑟雷恩工廠兩合公司
• 主分類號: G01S19/54
• 分類號: G01S19/54;G01S3/46
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 俄旨淳

技術領域

本發明涉及一種用于確定兩個GPS天線相對于彼此的相對定向的方法和裝置，即用于確定兩個GPS天線之間的連線相對于一個或多個GPS衛星的定向。通過所述方法以及通過所述裝置例如可以確定兩個GPS天線相對于彼此的方位角和/或仰角，并且由此所述兩個GPS天線固定在其上的物體相對于一個或多個GPS衛星的方位角和/或仰角。

背景技術

由US 5,943,008已知一種用于確定天線陣列的定向的裝置。所述天線陣列包括至少三個用于接收GPS衛星信號的接收天線，所述接收天線相對于彼此具有固定和已知的定位。這些接收天線通過接口與各個GPS接收器電連接。這里用于輸出第一GPS信號的第一天線直接與所述接口連接，其中，在用于輸出第二GPS信號的第二天線和接口之間設置第一延遲電路，而在用于輸出第三GPS信號的第三天線和接口之間設置第二延遲電路。第一延遲電路使由第二接收天線接收的GPS衛星信號到接口和到GPS接收器的傳輸延遲固定的第一延遲時間，所述第一延遲時間例如為200ns，而第二延遲電路使由第三接收天線接收的GPS衛星信號到接口和到GPS接收器的傳輸延遲固定的第二延遲時間，所述第二延遲時間例如為400ns。第一和第二延遲電路有時還用于，使得第一、第二和第三GPS信號能夠由不同的GPS接收器單獨地接收，而不會相互干涉。GPS接收器具有處理功能，從而GPS接收器在使用接收天線的相對位置、已知的第一和第二延遲時間以及各接收天線已知的位置關系的情況下確定定向系數。這里GPS接收器利用接收信號所測得的編碼和相位信息確定預定的、與不同的接收天線相關聯的延遲時間之間的小的差別。這種小的差別然后用于確定三個接收天線的位置之間的差別。因此，利用GPS衛星信號到各個接收天線的行進時間差，以便確定個接收天線關于彼此的相對定向。

為了提高確定天線陣列的定向的精度，可以設置多于三個接收天線，其中在每個單天線與接口和GPS接收器之間必須分別設置一個延遲電路。各延遲電路必須具有相互不同的延遲，由此能夠由GPS接收器分開地接收各自的GPS信號，因為GPS信號不允許相互干涉。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種簡單、經濟并得到改進的裝置和改進的方法，用于確定兩個GPS天線關于彼此的相對定向，通過所述裝置和方法能夠以提高的精度實現確定兩個GPS天線關于彼此的相對定向。

所述目的根據本發明通過具有在權利要求1中給出的特征的方法以及通過具有在權利要求15中給出的特征的裝置來實現。有利的實施形式在從屬權利要求中給出。

具體而言，根據本發明的用于確定第一GPS天線關于與第一GPS天線隔開間距的第二GPS天線的相對定向的裝置包括：與第一GPS天線電連接的移相器、與移相器和第二GPS天線電連接的累加裝置、與合并裝置電連接的GPS接收器和控制裝置，所述控制裝置與GPS接收器和移相器電連接。在接收至少一個GPS衛星信號時，第一GPS天線輸出第一GPS接收信號，而第二GPS天線輸出第二GPS接收信號。移相器構造成用于使第一GPS接收信號的相位移動一個相移，所述相移是可變的并且能通過控制裝置調整。相移可以具有包括零度在內的任意值。相應的相移相對于彼此可以是等距的或者可以具有彼此不同的角間距。合并裝置可以包括累加器并且也可以稱為功率合并器，所述合并裝置構造成用于將第二GPS接收信號與相位移動了所述相移的第一GPS接收信號相合并，以便產生合并信號。所述合并信號輸送給GPS接收器。合并信號優選可以是第二GPS接收信號與相位移動了所述相移的第一GPS接收信號的累加信號。GPS接收器由合并信號產生掃描信號和/或信噪比信號并將所述掃描信號和/或信噪比信號傳輸給控制裝置，所述控制裝置存儲所述掃描信號和/或信噪比信號連同經調整的相移。所述裝置構造成用于分別對于至少三個不同的相移執行所述這些也稱為重復步驟的方法步驟，其中，備選地，GPS衛星信號的接收僅一次性地進行。上面說明的各個構件的電連接通過信號線路進行。

移相器可以以任意由現有技術已知的類型或形式實現。特別是移相器可以包括不同長度的信號線路或延遲線路、電感和電容。移相器也可以作為全通裝置實現。移相器也可以實現為數字移相器。