基于陀螺定向的標校相控陣天線北方向的測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于大地測量技術(shù)領(lǐng)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(shù)背景
[0002] 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(fā)射，彈道導彈防御，衛(wèi)星信號收發(fā)等領(lǐng)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(zhuǎn) 角參考基準，若天線主軸線安裝偏離正北方向?qū)鹬赶蛘`差。因此，相控陣天線的安裝 需要嚴格的指向正北方向。
[0003] 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(xiàn)有的一些常規(guī)標校方法是首先在測區(qū)內(nèi)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(jù)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(shù)據(jù)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。
[0004] 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(zhuǎn)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(fā) 射初始方位標校。因此，研宄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(xiàn) 有測量方法的費時費力以及精度較差的情況很有現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)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(xiàn)便捷且測量標校結(jié)果精度高，能有效解 決相控陣天線傳統(tǒng)安裝標校方法費時、費力且精度差的問題。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以解決：
[0007] -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：
[0008] 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
[0009] 第二步，根據(jù)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a AQ> 180°則式1中正負號取若a AQ< 180°則式1中正負號取" + "；
[0010] α〇Α= α a〇±180。 （式 I)
[0011] 其中，a AQ表示測線AO的方位角；α。4表示測線OA的方位角；
[0012] 第三步，在相控陣天線中心點〇安置全站儀，并旋轉(zhuǎn)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(shù)為a QA;
[0013] 第四步，旋轉(zhuǎn)所述全站儀照準部，使全站儀照準方向的水平度盤讀數(shù)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 ?；鶞庶c；
[0014] 第五步，將所述全站儀安置于N點，并旋轉(zhuǎn)全站儀照準部，使全站儀照準相控陣天 線中心點0,以O(shè)點為圓心水平旋轉(zhuǎn)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。
[0015] 進一步的，所述第一步中，點0與點A的水平距離大于20m。
[0016] 與現(xiàn)有常規(guī)測量標校方向相比，本發(fā)明的方法的實現(xiàn)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(fā)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(shù)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(xiàn)有常規(guī)標校方法費時、費力且標校精度低的問題。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明的方法中相控陣天線中心點0、陀螺全站儀安置點A和標?；鶞庶cN 的位置示意圖。
[0018] 圖2為本發(fā)明的方法的流程圖。
[0019] 以下結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明的技術(shù)方案進一步的解釋說明。
【具體實施方式】
[0020] 如圖1、圖2所示，本發(fā)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：
[0021] 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0通 視，點〇與點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0點 并測得測線AO的方位角α
[0022] 第二步，根據(jù)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a AQ> 180°則式1中正負號取若a AQ< 180°則式1中正負號取" + "；
[0023] α〇Α= α a〇±18〇。 （式 I)
[0024] 其中，α ω表示測線AO的方位角；α M表示測線OA的方位角；
[0025] 第三步，在相控陣天線中心點0安置全站儀，并旋轉(zhuǎn)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(shù)為a QA;
[0026] 第四步，旋轉(zhuǎn)所述全站儀照準部，使全站儀照準方向的水平度盤讀數(shù)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 ?；鶞庶c；
[0027] 第五步，將所述全站儀安置于N點，并旋轉(zhuǎn)全站儀照準部，使全站儀照準相控陣天 線中心點0,以0點為圓心水平旋轉(zhuǎn)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。
[0028] 以下給出本發(fā)明的一個實施例，需要說明的是，本實施例是為了使本發(fā)明的技術(shù) 方案的實施更容易理解，本發(fā)明的技術(shù)方案所要保護的范圍不限于本實施例。
[0029] 實施例：
[0030] 第一步，在相控陣天線四周空曠處選取地面點A，使點A與相控陣天線中心點O通 視，在A點安置陀螺全站儀并照準O點，點O與點A的水平距離等于25m ;測量測線AO的方 位角αω;
[0031] 表1陀螺全站儀觀測成果表
[0032]
【主權(quán)項】
1. 一種基于陀螺定向的標校相控陣天線北方向的測量方法，其特征在于，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 第二步，根據(jù)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a AQ> 180°則式1中正負號取若a AQ< 180°則式1中正負號取" + " ； α OA= α Α〇?80。 （式 I) 其中，α ω表示測線AO的方位角；α M表示測線OA的方位角； 第三步，在相控陣天線中心點0安置一全站儀，并旋轉(zhuǎn)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(shù)為α 第四步，旋轉(zhuǎn)所述全站儀照準部，使全站儀照準方向的水平度盤讀數(shù)為〇° 〇(V 〇〇"， 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?；鶞庶c； 第五步，將所述全站儀安置于N點，并旋轉(zhuǎn)全站儀照準部，使全站儀照準相控陣天線中 心點〇,以〇點為圓心水平旋轉(zhuǎn)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。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于陀螺定向的間接標校相控陣天線北方向的測量方法，其特 征在于，所述第一步中，點0與點A的水平距離大于20m。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于陀螺定向的標校相控陣天線北方向的測量方法：第一步，在相控陣天線四周選取地面點A，在A點安置陀螺全站儀，測量測線AO的方位角αAO；第二步，計算得到測線OA的方位角；第三步，在點O安置全站儀，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(shù)為αOA；第四步，旋轉(zhuǎn)所述全站儀照準部，使全站儀照準方向的水平度盤讀數(shù)為0°00′00″，在正北方向線上選取任意點N作為標?；鶞庶c；第五步，將所述全站儀安置于N點，并使全站儀照準點O，以O(shè)點為圓心水平旋轉(zhuǎn)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。本發(fā)明能夠有效解決現(xiàn)有常規(guī)標校方法費時、費力且標校精度低的問題。
【IPC分類】G01S3-14
【公開號】CN104635200
【申請?zhí)枴緾N201510050279
【發(fā)明人】石震, 楊志強, 武繼峰
【申請人】長安大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月30日