導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，包括：導(dǎo)航信號(hào)接收天線：用于接收導(dǎo)航信號(hào)；GPS天線：用于接收GPS信號(hào)；天線控制模塊：用于將導(dǎo)航信號(hào)和GPS信號(hào)進(jìn)行傳輸；射頻采集與處理模塊：接收天線控制模塊傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)和GPS信號(hào)，并對(duì)導(dǎo)航信號(hào)和GPS信號(hào)進(jìn)行處理，分別獲得GPS位置參數(shù)和導(dǎo)航信號(hào)參數(shù)，其中，GPS位置參數(shù)包括GPS天線的當(dāng)前位置信號(hào)；航道生成模塊：用于根據(jù)GPS位置參數(shù)和導(dǎo)航信號(hào)參數(shù)生成航道結(jié)構(gòu)圖，以精確描述航道結(jié)構(gòu)；中央控制器：用于將GPS天線的當(dāng)前位置信號(hào)與天線位置序列進(jìn)行比較，并生成天線升降控制量，用以調(diào)節(jié)天線升降，以保證天線接收到更加精確的信號(hào)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)航道結(jié)構(gòu)精確測(cè)量。
【專利說(shuō)明】
導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)。【背景技術(shù)】
[0002]儀表著陸系統(tǒng)(Instrument Landing System，ILS)是引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)行精密進(jìn)近和著陸的導(dǎo)航系統(tǒng)。為了輔助ILS系統(tǒng)給即將著陸的機(jī)載提供更加準(zhǔn)確的航道結(jié)構(gòu)，目前常采用車載沿固定線路運(yùn)行，并在固定線路上進(jìn)行選點(diǎn)測(cè)量，并將各點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行插值計(jì)算以獲得航道結(jié)構(gòu)，再將計(jì)算出的航道結(jié)構(gòu)提供給機(jī)載，以輔助機(jī)載著陸。但是，這種航道結(jié)構(gòu)測(cè)量方法只能測(cè)量到人為選定的幾個(gè)點(diǎn)的信號(hào)值，不能進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，且采用插值計(jì)算所獲得的航道結(jié)構(gòu)不精確。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，采用GPS定位技術(shù)對(duì)測(cè)量點(diǎn)自動(dòng)快速定位，對(duì)航道結(jié)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，實(shí)現(xiàn)航道結(jié)構(gòu)精確測(cè)量。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)， 包括:導(dǎo)航信號(hào)接收天線:用于接收導(dǎo)航信號(hào)，導(dǎo)航信號(hào)接收天線上包括有極化器用以對(duì)導(dǎo)航信號(hào)接收完全;GPS天線:用于接收GPS信號(hào)，GPS天線上包括有極化器用以對(duì)GPS信號(hào)接收完全;天線控制模塊:用于將導(dǎo)航信號(hào)和GPS信號(hào)進(jìn)行傳輸;射頻采集與處理模塊:接收天線控制模塊傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)和GPS信號(hào)，并對(duì)導(dǎo)航信號(hào)和GPS信號(hào)進(jìn)行處理，分別獲得GPS位置參數(shù)和導(dǎo)航信號(hào)參數(shù)，其中，GPS位置參數(shù)包括GPS天線的當(dāng)前位置信號(hào);航道生成模塊:用于根據(jù)GPS位置參數(shù)和導(dǎo)航信號(hào)參數(shù)生成航道結(jié)構(gòu)圖，以精確描述航道結(jié)構(gòu)；中央控制器: 用于將GPS天線的當(dāng)前位置信號(hào)與天線位置序列進(jìn)行比較，并生成天線升降控制量;天線控制模塊還用于根據(jù)天線升降控制量驅(qū)動(dòng)GPS天線和導(dǎo)航信號(hào)接收天線到達(dá)指定位置，以使 GPS天線和導(dǎo)航信號(hào)接收天線所接收的信號(hào)更加精確。
[0005]進(jìn)一步地，導(dǎo)航信號(hào)接收天線接口處結(jié)構(gòu)可拆卸。
[0006]進(jìn)一步地，可拆卸的方式為卡接。
[0007]進(jìn)一步地，導(dǎo)航信號(hào)接收天線和GPS天線合裝在一起。
[0008]進(jìn)一步地，導(dǎo)航信號(hào)參數(shù)包括:調(diào)制度差，調(diào)制度和，信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)分布等。
[0009]進(jìn)一步地，GPS位置參數(shù)包括:GPS天線與航道入口處的距離。
[0010]進(jìn)一步地，射頻采集與處理模塊中，處理包括:按照時(shí)鐘同步的規(guī)則進(jìn)行幅度解調(diào)、濾波。
[0011]本發(fā)明的導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，借助于車載移動(dòng)平臺(tái)，導(dǎo)航信號(hào)接收天線接收導(dǎo)航設(shè)備發(fā)射的導(dǎo)航信號(hào)，GPS天線接收衛(wèi)星發(fā)射的GPS信號(hào)，并將所接收的GPS信號(hào)通過(guò)天線控制模塊傳輸?shù)缴漕l采集與處理模塊，以獲取GPS位置參數(shù)和導(dǎo)航信號(hào)參數(shù)，其中，GPS位置參數(shù)包括GPS天線的當(dāng)前位置信號(hào)。射頻采集與處理模塊，一方面，將GPS位置參數(shù)和導(dǎo)航信號(hào)參數(shù)傳送至航道生成模塊，用于生成航道結(jié)構(gòu)圖，以精確描述航道結(jié)構(gòu)；另一方面，將GPS天線的當(dāng)前位置信號(hào)傳輸給中央控制器，用于根據(jù)GPS天線的當(dāng)前位置信號(hào)與天線位置序列進(jìn)行比較，產(chǎn)生天線升降控制量;天線控制模塊根據(jù)天線升降控制量驅(qū)動(dòng)GPS天線和導(dǎo)航信號(hào)接收天線到達(dá)指定位置，由于測(cè)試點(diǎn)距導(dǎo)航臺(tái)的水平位置與高度密切關(guān)聯(lián)，且測(cè)量點(diǎn)的連續(xù)性影響航道結(jié)構(gòu)沿距離變化特征的精確性，故而，通過(guò)不斷地調(diào)節(jié)天線的升降，且在車載移動(dòng)平臺(tái)上采用GPS定位技術(shù)對(duì)測(cè)量點(diǎn)自動(dòng)快速定位，對(duì)航道結(jié)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，可以使得GPS天線和導(dǎo)航信號(hào)接收天線所接收的信號(hào)更加精確且滿足信號(hào)的連續(xù)測(cè)量，繼而，實(shí)現(xiàn)航道結(jié)構(gòu)精確測(cè)量。其中，導(dǎo)航信號(hào)接收天線和GPS天線上都包括有極化器，極化器包括第一端和第二端，第一段與饋源喇叭固定連接，第二端與矩形導(dǎo)波口固定連接，導(dǎo)航信號(hào)接收天線和GPS天線采用饋源喇叭對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收，并采用極化器將所接收到的信號(hào)進(jìn)行極化，再將經(jīng)過(guò)極化后的信號(hào)通過(guò)矩形波導(dǎo)口傳輸?shù)教炀€控制模塊。由于在實(shí)際上，當(dāng)極化匹配稍有調(diào)整時(shí)，就將不可能達(dá)到完全匹配。具體地，例如，當(dāng)接收天線的極化方向與所接收的極化波的極化方向不一致時(shí)，即:兩者之間存在一個(gè)夾角，此時(shí)就出現(xiàn)極化失配。在導(dǎo)航信號(hào)接收天線和GPS天線上都分別加裝一個(gè)極化器，可以達(dá)到極化最優(yōu)匹配，即:可以使得導(dǎo)航信號(hào)接收天線和GPS天線能夠?qū)⑿盘?hào)接收完全，不失真。
[0012]因此，本發(fā)明的導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)航道結(jié)構(gòu)精確測(cè)量。
[0013]此外，需要說(shuō)明的是，本發(fā)明所提及的饋源喇叭，矩形導(dǎo)波口均為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的名詞表述方式?！靖綀D說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的天線結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0016]下面通過(guò)具體的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但是，應(yīng)當(dāng)理解為，這些實(shí)施例僅僅是用于更詳細(xì)具體地說(shuō)明之用，而不應(yīng)理解為用于以任何形式限制本發(fā)明。
[0017]結(jié)合圖1，本實(shí)施例提供一種導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0018]導(dǎo)航信號(hào)接收天線1:用于接收導(dǎo)航信號(hào)，導(dǎo)航信號(hào)接收天線1上包括有極化器10 用以對(duì)導(dǎo)航信號(hào)接收完全；
[0019]GPS天線2:用于接收GPS信號(hào)，GPS天線上2包括有極化器10用以對(duì)GPS信號(hào)接收完全；
[0020]天線控制模塊3:用于將導(dǎo)航信號(hào)和GPS信號(hào)進(jìn)行傳輸；[〇〇21]射頻采集與處理模塊4:接收天線控制模塊3傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)和GPS信號(hào)，并對(duì)導(dǎo)航信號(hào)和GPS信號(hào)進(jìn)行處理，分別獲得GPS位置參數(shù)和導(dǎo)航信號(hào)參數(shù)，其中，GPS位置參數(shù)包括 GPS天線的當(dāng)前位置信號(hào)；
[0022]航道生成模塊5:用于根據(jù)GPS位置參數(shù)和導(dǎo)航信號(hào)參數(shù)生成航道結(jié)構(gòu)圖，以精確描述航道結(jié)構(gòu)；
[0023]中央控制器6:用于將GPS天線2的當(dāng)前位置信號(hào)與天線位置序列進(jìn)行比較，并生成天線升降控制量；[〇〇24]其中，天線控制模塊3根據(jù)天線升降控制量驅(qū)動(dòng)GPS天線2和導(dǎo)航信號(hào)接收天線1到達(dá)指定位置，以使GPS天線2和導(dǎo)航信號(hào)接收天線1所接收的信號(hào)更加精確；
[0025]本發(fā)明的導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，借助于車載移動(dòng)平臺(tái)，導(dǎo)航信號(hào)接收天線1接收導(dǎo)航設(shè)備發(fā)射的導(dǎo)航信號(hào)，GPS天線2接收衛(wèi)星發(fā)射的GPS信號(hào)，并將所接收的GPS信號(hào)通過(guò)天線控制模塊3傳輸?shù)缴漕l采集與處理模塊4,以獲取GPS位置參數(shù)和導(dǎo)航信號(hào)參數(shù)，其中，GPS位置參數(shù)包括GPS天線2的當(dāng)前位置信號(hào)。射頻采集與處理模塊4,一方面，將GPS位置參數(shù)和導(dǎo)航信號(hào)參數(shù)傳送至航道生成模塊5，用于生成航道結(jié)構(gòu)圖，以精確描述航道結(jié)構(gòu)；另一方面，將GPS天線2的當(dāng)前位置信號(hào)傳輸給中央控制器6,用于根據(jù)GPS天線 2的當(dāng)前位置信號(hào)與天線位置序列進(jìn)行比較，產(chǎn)生天線升降控制量;天線控制模塊3根據(jù)天線升降控制量驅(qū)動(dòng)GPS天線2和導(dǎo)航信號(hào)接收天線1到達(dá)指定位置，由于測(cè)試點(diǎn)距導(dǎo)航臺(tái)的水平位置與高度密切關(guān)聯(lián)，且測(cè)量點(diǎn)的連續(xù)性影響航道結(jié)構(gòu)沿距離變化特征的精確性，故而，通過(guò)不斷地調(diào)節(jié)天線的升降，且在車載移動(dòng)平臺(tái)上采用GPS定位技術(shù)對(duì)測(cè)量點(diǎn)自動(dòng)快速定位，對(duì)航道結(jié)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，可以使得GPS天線2和導(dǎo)航信號(hào)接收天線1所接收的信號(hào)更加精確且滿足信號(hào)的連續(xù)測(cè)量，繼而，實(shí)現(xiàn)航道結(jié)構(gòu)精確測(cè)量。[〇〇26]其中，導(dǎo)航信號(hào)接收天線1和GPS天線2上都包括有極化器10,其中，極化器10包括第一端和第二端，第一段與饋源喇叭固定連接，第二端與矩形導(dǎo)波口固定連接，導(dǎo)航信號(hào)接收天線和GPS天線采用饋源喇叭對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收，并采用極化器將所接收到的信號(hào)進(jìn)行極化，再將經(jīng)過(guò)極化后的信號(hào)通過(guò)矩形波導(dǎo)口傳輸?shù)教炀€控制模塊3。由于在實(shí)際上，當(dāng)極化匹配稍有調(diào)整時(shí)，就將不可能達(dá)到完全匹配。具體地，例如，當(dāng)接收天線的極化方向與所接收的極化波的極化方向不一致時(shí)，即:兩者之間存在一個(gè)夾角，此時(shí)就出現(xiàn)極化失配。如圖2 所示，本實(shí)施例在導(dǎo)航信號(hào)接收天線1和GPS天線2上都分別加裝一個(gè)極化器10,可以達(dá)到極化最優(yōu)匹配，即:可以使得導(dǎo)航信號(hào)接收天線1和GPS天線2能夠?qū)⑿盘?hào)接收完全，不失真。
[0027]因此，本發(fā)明的導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)航道結(jié)構(gòu)精確測(cè)量。[〇〇28]此外，需要說(shuō)明的是，本發(fā)明所提及的饋源喇叭，矩形導(dǎo)波口均為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的名詞表述方式。[〇〇29]優(yōu)選地，導(dǎo)航信號(hào)接收天線1和GPS天線2所采用的天線類型為偶極子天線，且兩個(gè)天線都采用水平極化方式進(jìn)行極化。本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，在航道連續(xù)測(cè)量過(guò)程中，需同時(shí)接收導(dǎo)航設(shè)備發(fā)出的導(dǎo)航信號(hào)和衛(wèi)星發(fā)射的GPS信號(hào)， 由于導(dǎo)航信號(hào)和GPS信號(hào)的傳播方式都是水平極化方式，故本實(shí)施例中的兩個(gè)天線都采用水平極化方式進(jìn)行極化。以實(shí)現(xiàn)極化匹配。其中，極化匹配是指接收天線的極化方向與所接收的極化波的極化方向一致，以使得所接收到的能量達(dá)到最大。進(jìn)一步優(yōu)選地，天線控制模塊3還用于控制矩形波導(dǎo)口的窄邊與地面平行，如此，信號(hào)在整個(gè)接收過(guò)程中，都是在同一個(gè)水平方向，可以達(dá)到極化最優(yōu)匹配。
[0030]優(yōu)選地，導(dǎo)航信號(hào)接收天線1和GPS天線2可移動(dòng)。由于本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，天線結(jié)構(gòu)可移動(dòng)，如此，在進(jìn)行連續(xù)位置測(cè)量過(guò)程中，依舊能夠準(zhǔn)確地接收導(dǎo)航信號(hào)和GPS信號(hào)，系統(tǒng)魯棒性更強(qiáng)。
[0031]進(jìn)一步優(yōu)選地，導(dǎo)航信號(hào)接收天線1為可拆卸結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中，導(dǎo)航信號(hào)接收天線1是用于接收導(dǎo)航信號(hào)，由于儀表著陸系統(tǒng)的載波工作頻段為108-111.9751〇^、328.6-335.4MHz、75MHz，無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的載波工作頻段為108-117.975MHz，也就是說(shuō)，在測(cè)量不同的導(dǎo)航信號(hào)時(shí)，需要更換不同長(zhǎng)度的導(dǎo)航信號(hào)接收天線1，所以導(dǎo)航信號(hào)接收天線1接口處可拆卸，可以使得系統(tǒng)的實(shí)用性更高。優(yōu)選地，可拆卸的方式為卡接。[〇〇32]進(jìn)一步優(yōu)選地，導(dǎo)航信號(hào)接收天線1和GPS天線2合裝在一起。導(dǎo)航信號(hào)接收天線1 和GPS天線2合裝在一起的目的在于，可以通過(guò)GPS天線2的連續(xù)準(zhǔn)確定位來(lái)輔助系統(tǒng)準(zhǔn)確獲得導(dǎo)航信號(hào)接收天線1的連續(xù)位置信息。[〇〇33]具體地，射頻采集與處理模塊4中，所做的處理包括:按照時(shí)鐘同步的規(guī)則進(jìn)行幅度解調(diào)、濾波。
[0034]更加具體地，導(dǎo)航信號(hào)參數(shù)包括:調(diào)制度差，調(diào)制度和，信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)分布;GPS位置參數(shù)包括:GPS天線2與跑道入口處的距離，導(dǎo)航信號(hào)接收天線1相對(duì)于跑道入口處的高度。 [〇〇35]盡管本發(fā)明已進(jìn)行了一定程度的描述，明顯地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可進(jìn)行各個(gè)條件的適當(dāng)變化。可以理解，本發(fā)明不限于所述實(shí)施方案，而歸于權(quán)利要求的范圍，其包括所述每個(gè)因素的等同替換。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，包括電源，其特征在于，還包括:導(dǎo)航信號(hào)接收天線:用于接收導(dǎo)航信號(hào)，所述導(dǎo)航信號(hào)接收天線上包括有極化器用以 對(duì)所述導(dǎo)航信號(hào)接收完全；GPS天線:用于接收GPS信號(hào)，所述GPS天線上包括有極化器用以對(duì)所述GPS信號(hào)接收完 全；天線控制模塊:用于將所述導(dǎo)航信號(hào)和所述GPS信號(hào)進(jìn)行傳輸；射頻采集與處理模塊:接收所述天線控制模塊傳輸?shù)乃鰧?dǎo)航信號(hào)和所述GPS信號(hào)，并 對(duì)所述導(dǎo)航信號(hào)和所述GPS信號(hào)進(jìn)行處理，分別獲得GPS位置參數(shù)和導(dǎo)航信號(hào)參數(shù)，其中，所 述GPS位置參數(shù)包括所述GPS天線的當(dāng)前位置信號(hào)；航道生成模塊:用于根據(jù)所述GPS位置參數(shù)和所述導(dǎo)航信號(hào)參數(shù)生成航道結(jié)構(gòu)圖，以精 確描述航道結(jié)構(gòu)；中央控制器:用于將所述GPS天線的所述當(dāng)前位置信號(hào)與天線位置序列進(jìn)行比較，并生 成天線升降控制量；所述天線控制模塊還用于，根據(jù)所述天線升降控制量驅(qū)動(dòng)所述GPS天線和所述導(dǎo)航信 號(hào)接收天線到達(dá)指定位置，以使所述GPS天線和所述導(dǎo)航信號(hào)接收天線所接收的信號(hào)更加 精確。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo) 航信號(hào)接收天線的接口處結(jié)構(gòu)可拆卸。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo) 航信號(hào)接收天線的接口處，所述可拆卸的方式為卡接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo) 航信號(hào)接收天線和所述GPS天線合裝在一起。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo) 航信號(hào)參數(shù)包括:調(diào)制度差，調(diào)制度和，信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)分布等。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述 GPS位置參數(shù)包括:所述GPS天線與航道入口處的距離。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)航設(shè)備在線測(cè)量的航道結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，其特征 在于，所述射頻采集與處理模塊按照時(shí)鐘同步的規(guī)則對(duì)所述導(dǎo)航信號(hào)和所述GPS信號(hào)進(jìn)行 幅度解調(diào)、濾波。
【文檔編號(hào)】G01S19/42GK105954767SQ201610300053
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】葉家全, 劉靖, 楊曉嘉, 楊萍, 楊正波
【申請(qǐng)人】中國(guó)民用航空總局第二研究所