[發明專利]基于陀螺定向的標校相控陣天線北方向的測量方法

有效

• 申請號: 201510050279.9
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104635200B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 石震;楊志強;武繼峰
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所61216
• 代理人: 李鄭建,王芳

技術領域

本發明屬于大地測量技術領域，具體涉及一種基于陀螺定向的標校相控陣天線北方向的測量方法。

技術背景

相控陣天線是通過控制陣列天線中輻射單元的饋電相位來改變方向圖形狀的天線，常用于地空信號接收、發射，彈道導彈防御，衛星信號收發等領域。控制相位可以改變天線方向圖最大值的指向，以達到波束掃描的目的，其指向算法是以正北方向作為天線旋轉角參考基準，若天線主軸線安裝偏離正北方向將會引起指向誤差。因此，相控陣天線的安裝需要嚴格的指向正北方向。

由于相控陣天線表面積較小，難以直接利用測量儀器進行北方向標定，而利用羅盤、指南針標定北方向均為磁北方向，精度較低，且不符合指向算法所需的正北方向的要求。同時，現有的一些常規標校方法是首先在測區內選取兩個基準點并通過GPS測量的方法測定兩點大地坐標，然后根據該兩點大地坐標推算兩點間測線的北向方位角，最后利用陀螺全站儀將GPS點間測線的北向方位角通過角度傳遞的方法連接至相控陣天線的安裝臺并予以標定。這種標定方法需要長時間GPS觀測，后期GPS數據處理及角度方位計算過程復雜，非常費時費力，且全站儀角度傳遞過程會導致誤差累積，精度不能保證。

陀螺全站儀是一種將陀螺儀與全站儀集成連接于一體，通過敏感地球自轉效應獨立測定真北方向的精密測量定向儀器。常用于礦山、隧道、地鐵等地下貫通工程以及導彈發射初始方位標校。因此，研究一種利用陀螺全站儀對相控陣天線北方向的測量，對于避免現有測量方法的費時費力以及精度較差的情況很有現實意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種利用陀螺全站儀標定相控陣天線北方向的測量方法，其實現便捷且測量標校結果精度高，能有效解決相控陣天線傳統安裝標校方法費時、費力且精度差的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案予以解決：

一種基于陀螺定向的標校相控陣天線北方向的測量方法，包括以下步驟：

第一步，在相控陣天線四周空曠處選取地面點A，該點A與相控陣天線中心點O通視；在A點安置陀螺全站儀，使得該陀螺全站儀照準O點并測得測線AO的方位角α_AO；

第二步，根據正反方位角相差180度的基本原理，利用式1計算得到測線OA的方位角；若α_AO＞180°則式1中正負號取“-”，若α_AO＜180°則式1中正負號取“+”；

α_OA＝α_AO±180°(式1)

其中，α_AO表示測線AO的方位角；α_OA表示測線OA的方位角；

第三步，在相控陣天線中心點O安置全站儀，并旋轉所述全站儀照準部，使全站儀正鏡照準地面點A點；配置全站儀水平度盤，使全站儀水平度盤讀數為α_OA；

第四步，旋轉所述全站儀照準部，使全站儀照準方向的水平度盤讀數為0°00′00″，此時全站儀照準方向即為正北方向，在該正北方向線上選取任意點N作為標校基準點；

第五步，將所述全站儀安置于N點，并旋轉全站儀照準部，使全站儀照準相控陣天線中心點O，以O點為圓心水平旋轉相控陣天線，使相控陣天線主軸位于視線方向上，即完成了相控陣天線正北方向標校測量。

進一步的，所述第一步中，點O與點A的水平距離大于20m。

與現有常規測量標校方向相比，本發明的方法的實現過程便捷且測量成果準確，能有效解決相控陣天線的北向方位精確標校問題，通過本發明標校相控陣天線時，利用陀螺全站儀自主尋北定向的技術特點，快速、準確的將正北方位基準標校于相控陣天線中心，能夠有效解決現有常規標校方法費時、費力且標校精度低的問題。

附圖說明

圖1為本發明的方法中相控陣天線中心點O、陀螺全站儀安置點A和標校基準點N的位置示意圖。

圖2為本發明的方法的流程圖。

以下結合附圖和實例對本發明的技術方案進一步的解釋說明。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本發明給出一種基于陀螺定向的標校相控陣天線北方向的測量方法，包括以下步驟：

第一步，在相控陣天線四周空曠處選取地面點A，該點A與相控陣天線中心點O通視，點O與點A的水平距離大于20m；在A點安置陀螺全站儀，使得該陀螺全站儀照準O點并測得測線AO的方位角α_AO；