本技術(shù)涉及差分全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，尤其是涉及一種rbn-dgnss臺(tái)站t型雙塔天線的升降系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、差分全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(rbn-dgnss)，是海上主要的定位和導(dǎo)航系統(tǒng)，是沿海無(wú)線電指向標(biāo)，其通過(guò)向用戶提供全天候、高精度的助航等服務(wù)，來(lái)保障海上船舶航行的安全。岸上差分臺(tái)站(簡(jiǎn)稱(chēng)rbn-dgnss臺(tái)站)是rbn-dgnss系統(tǒng)能夠有效運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其安裝了核心部件的天線系統(tǒng)，因此運(yùn)行維護(hù)好差分臺(tái)站，對(duì)保障rbn-dgnss系統(tǒng)正常、高效工作至關(guān)重要。

2、rbn-dgnss臺(tái)站的天線系統(tǒng)是整個(gè)差分臺(tái)站信號(hào)接收和信號(hào)發(fā)射的重要設(shè)備，如圖1所示，圖1是一個(gè)示例的rbn-dgnss臺(tái)站的天線系統(tǒng)示意圖，天線系統(tǒng)是一個(gè)t型雙塔天線，其通過(guò)2座相距約60米寬的鐵塔吊升起的倒t型的天線，天線高度約40米，重量一般超過(guò)200kg。由于rbn-dgnss臺(tái)站布置于海邊或者海島上，常年經(jīng)受著海風(fēng)的侵蝕，天線系統(tǒng)容易出現(xiàn)銹跡，因此，對(duì)天線系統(tǒng)的t型雙塔天線日常維護(hù)非常重要。

3、在對(duì)t型雙塔天線進(jìn)行維護(hù)時(shí)，必須要對(duì)其進(jìn)行升降，在將t型雙塔天線降下之前，由專(zhuān)業(yè)人員攀登到塔頂上對(duì)t型雙塔天線的原始位置做標(biāo)記，以便t型雙塔天線再次升頂后能夠恢復(fù)到原始位置，保證t型雙塔天線的參數(shù)不變，不影響收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)的工作；目前，在天線升降操作過(guò)程中，主要是通過(guò)在塔臺(tái)兩邊的轉(zhuǎn)動(dòng)絞盤(pán)來(lái)進(jìn)行t型雙塔天線升降，安全性差，且定位精度低，整體維護(hù)效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述缺陷之一，本技術(shù)提供一種rbn-dgnss臺(tái)站t型雙塔天線的升降系統(tǒng)及其控制方法。

2、一種rbn-dgnss臺(tái)站t型雙塔天線的升降系統(tǒng)，包括：主控制器、驅(qū)動(dòng)裝置、設(shè)于天線塔頂部的固定滑輪和牽引繩；

3、所述驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)牽引繩連接至天線，所述牽引繩纏繞在固定滑輪上；所述驅(qū)動(dòng)裝置包括：設(shè)于天線塔底部的主驅(qū)動(dòng)器和設(shè)于天線塔頂部的副驅(qū)動(dòng)器；

4、所述驅(qū)動(dòng)裝置包括設(shè)于天線塔a塔的a端驅(qū)動(dòng)裝置和設(shè)于天線塔b塔的b端驅(qū)動(dòng)裝置；

5、所述a端驅(qū)動(dòng)裝置和b端驅(qū)動(dòng)裝置分別連接牽引繩，通過(guò)所述牽引繩繞過(guò)固定滑輪分別連接至天線a端和b端的固定三腳架上；

6、所述主控制器配置為分別控制a端驅(qū)動(dòng)裝置和b端驅(qū)動(dòng)裝置的工作參數(shù)，通過(guò)主驅(qū)動(dòng)器牽引所述天線的a端和b端進(jìn)行升降以及通過(guò)副驅(qū)動(dòng)器調(diào)整所述天線a端和b端的水平度。

7、在一個(gè)實(shí)施例中，所述a端驅(qū)動(dòng)裝置包括：a端主驅(qū)動(dòng)器和a端副驅(qū)動(dòng)器；所述b端驅(qū)動(dòng)裝置包括：b端主驅(qū)動(dòng)器和b端副驅(qū)動(dòng)器；

8、所述固定滑輪包括：a端主驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)的a端主滑輪，a端副驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)的a端副滑輪，b端主驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)的b端主滑輪和b端副驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)的b端副滑輪；

9、所述a端主驅(qū)動(dòng)器通過(guò)第一主牽引繩連接至天線a端的固定三腳架的中心位置上；所述b端主驅(qū)動(dòng)器通過(guò)第二主牽引繩連接至天線b端的固定三腳架的中心位置上；

10、所述a端副驅(qū)動(dòng)器通過(guò)a端水平固定繩連接至天線a端的固定三腳架的底角位置；

11、所述b端副驅(qū)動(dòng)器通過(guò)b端水平固定繩連接至天線b端的固定三腳架的底角位置上；

12、所述主控制器分別控制a端主驅(qū)動(dòng)器、a端副驅(qū)動(dòng)器、b端主驅(qū)動(dòng)器和b端副驅(qū)動(dòng)器的工作參數(shù)；其中，所述第一主牽引繩和第二主牽引繩分別用于承受天線a端和b端的重量，所述a端水平固定繩用于調(diào)整天線a端的水平度；所述b端水平固定繩用于調(diào)整天線b端的水平度。

13、在一個(gè)實(shí)施例中，所述a端副驅(qū)動(dòng)器包括：a端第一副驅(qū)動(dòng)器和a端第二副驅(qū)動(dòng)器；所述b端副驅(qū)動(dòng)器包括：b端第一副驅(qū)動(dòng)器和b端第二副驅(qū)動(dòng)器；

14、所述a端水平固定繩包括：a端第一水平固定繩和a端第二水平固定繩；所述b端水平固定繩包括：b端第一水平固定繩和b端第二水平固定繩；

15、所述固定滑輪包括：纏繞第一主牽引繩的第一固定滑輪，纏繞第二主牽引繩的第二固定滑輪，纏繞a端第一水平固定繩的第三固定滑輪、纏繞a端第二水平固定繩的第四固定滑輪、纏繞b端第一水平固定繩的第五固定滑輪和纏繞b端第二水平固定繩的第六固定滑輪；

16、所述a端主驅(qū)動(dòng)器通過(guò)第一主牽引繩連接至天線a端的固定三腳架的中心位置上；所述b端主驅(qū)動(dòng)器通過(guò)第二主牽引繩連接至天線b端的固定三腳架的中心位置上；所述a端第一副驅(qū)動(dòng)器通過(guò)a端第一水平固定繩連接至天線a端的固定三腳架的一個(gè)底角位置上；所述a端第二副驅(qū)動(dòng)器通過(guò)a端第二水平固定繩連接至天線a端的固定三腳架的另一個(gè)底角位置上；

17、所述b端第一副驅(qū)動(dòng)器通過(guò)b端第一水平固定繩連接至天線b端的固定三腳架的一個(gè)底角位置上；所述b端第二副驅(qū)動(dòng)器通過(guò)b端第二水平固定繩連接至天線b端的固定三腳架的另一個(gè)底角位置上；

18、所述主控制器分別連接至a端主驅(qū)動(dòng)器、a端第一副驅(qū)動(dòng)器、a端第二副驅(qū)動(dòng)器、b端主驅(qū)動(dòng)器、b端第一副驅(qū)動(dòng)器、b端第二副驅(qū)動(dòng)器，并控制其工作參數(shù)。

19、在一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括：電機(jī)和變頻器；

20、所述主驅(qū)動(dòng)器包括：主變頻器和主電機(jī)；

21、所述主控制器通過(guò)輸出頻率信號(hào)來(lái)對(duì)主變頻器進(jìn)行動(dòng)作，以控制主電機(jī)的啟動(dòng)、停止和無(wú)級(jí)調(diào)速；

22、所述副驅(qū)動(dòng)器包括：副變頻器和副電機(jī)；

23、所述主控制器通過(guò)控制副變頻器的工作電源頻率來(lái)對(duì)副電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速。

24、在一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)裝置的電機(jī)的轉(zhuǎn)輪連接有編碼器，用于測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)角并輸出脈沖數(shù)；

25、所述主控制器配置為根據(jù)所述脈沖數(shù)計(jì)算牽引繩的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度，計(jì)算公式如下：

26、l＝n×m

27、m＝2πr/k

28、式中，l是牽引繩的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度，n是脈沖數(shù)，r是電機(jī)的轉(zhuǎn)輪半徑，m是1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，k是編碼器線數(shù)。

29、在一個(gè)實(shí)施例中，所述的rbn-dgnss臺(tái)站t型雙塔天線的升降系統(tǒng)，還包括：

30、依次設(shè)于牽引繩末端上的減速開(kāi)關(guān)和定位開(kāi)關(guān)，以及設(shè)于天線塔頂部且位于牽引繩兩側(cè)的開(kāi)關(guān)探測(cè)器；

31、所述減速開(kāi)關(guān)和定位開(kāi)關(guān)隨牽引繩進(jìn)行移動(dòng)；所述開(kāi)關(guān)探測(cè)器用于感應(yīng)所述減速開(kāi)關(guān)和定位開(kāi)關(guān)的接近開(kāi)關(guān)信號(hào)并發(fā)送至主控制器；

32、所述主控制器配置為當(dāng)檢測(cè)到減速開(kāi)關(guān)的接近開(kāi)關(guān)信號(hào)時(shí)，控制電機(jī)緩慢減速，當(dāng)檢測(cè)到定位開(kāi)關(guān)的接近開(kāi)關(guān)信號(hào)時(shí)，控制主電機(jī)停機(jī)。

33、在一個(gè)實(shí)施例中，所述的rbn-dgnss臺(tái)站t型雙塔天線的升降系統(tǒng)，還包括：

34、設(shè)于牽引繩末端上定位開(kāi)關(guān)，以及設(shè)于天線塔頂部且位于牽引繩兩側(cè)的開(kāi)關(guān)探測(cè)器；

35、所述定位開(kāi)關(guān)隨牽引繩進(jìn)行移動(dòng)；所述開(kāi)關(guān)探測(cè)器用于感應(yīng)所述定位開(kāi)關(guān)的接近開(kāi)關(guān)信號(hào)并發(fā)送至主控制器；

36、所述主控制器配置為當(dāng)所計(jì)算牽引繩的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度達(dá)到減速位置時(shí)，控制電機(jī)緩慢減速，當(dāng)檢測(cè)到定位開(kāi)關(guān)的接近開(kāi)關(guān)信號(hào)時(shí)，控制主電機(jī)停機(jī)。

37、在一個(gè)實(shí)施例中，所述主控制器配置為分別計(jì)算第一主牽引繩的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度l1a和第二主牽引繩的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度l1b；在天線升降過(guò)程中實(shí)時(shí)計(jì)算第一主牽引繩與第二主牽引繩之間的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度的累積誤差δl＝|l1a-l1b|，當(dāng)累積誤差δl大于設(shè)定閾值l0時(shí)，若l1a＞l1b，控制a端驅(qū)動(dòng)裝置的主變頻器降低其主電機(jī)的轉(zhuǎn)速，若l1a＜l1b，控制b端驅(qū)動(dòng)裝置的主變頻器降低其主電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

38、在一個(gè)實(shí)施例中，所述的rbn-dgnss臺(tái)站t型雙塔天線的升降系統(tǒng)，還包括：連接所述主控制器的工控機(jī)；其中，所述工控機(jī)分別連接設(shè)于a塔上的第一攝像頭和設(shè)于b塔上的第二攝像頭；

39、所述第一攝像頭用于拍攝天線a端的升降狀態(tài)以及天線a端恢復(fù)至固定位置的狀態(tài)；所述工控機(jī)配置為通過(guò)第一攝像頭獲取天線a端恢復(fù)至固定位置的第一實(shí)時(shí)圖像，將所述第一實(shí)時(shí)圖像與天線a端在原始狀態(tài)下的第一原始圖像進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果判斷天線a端是否恢復(fù)至固定位置；

40、所述第二攝像頭用于拍攝天線b端的升降狀態(tài)以及天線b端恢復(fù)至固定位置的狀態(tài)；所述工控機(jī)配置為通過(guò)第二攝像頭獲取天線b端恢復(fù)至固定位置的第二實(shí)時(shí)圖像，將所述第二實(shí)時(shí)圖像與天線b端在原始狀態(tài)下的第二原始圖像進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果判斷天線b端是否恢復(fù)至固定位置。

41、在一個(gè)實(shí)施例中，在所述天線的a端和b端的固定三腳架上分布設(shè)置有多個(gè)傳感器，用于檢測(cè)天線的a端和b端在升降過(guò)程的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)變化參數(shù)，并發(fā)送至所述主控制器；

42、所述主控制器根據(jù)所述實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)變化參數(shù)對(duì)天線升降過(guò)程中實(shí)時(shí)的平衡性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并在出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行預(yù)警和調(diào)整。

43、在一個(gè)實(shí)施例中，所述工控機(jī)基于仿真程序利用所述實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)變化參數(shù)仿真所述的天線的空間三維模型，并通過(guò)所述空間三維模型實(shí)時(shí)呈現(xiàn)所述天線在升降過(guò)程中的虛擬變化畫(huà)面以及實(shí)時(shí)輸出空間定位參數(shù)至所述主控制器；

44、所述主控制器根據(jù)所述空間定位參數(shù)調(diào)整a端驅(qū)動(dòng)裝置和b端驅(qū)動(dòng)裝置的工作參數(shù)。

45、一種rbn-dgnss臺(tái)站t型雙塔天線的升降系統(tǒng)的控制方法，應(yīng)用于所述的rbn-dgnss臺(tái)站t型雙塔天線的升降系統(tǒng)，在天線下降過(guò)程中，所述控制方法包括：

46、啟動(dòng)副驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行牽引；

47、在經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間后啟動(dòng)主驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行牽引；

48、通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控制天線進(jìn)行持續(xù)下降；

49、判斷主驅(qū)動(dòng)器或副驅(qū)動(dòng)器是否發(fā)生故障，若是，控制所述驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行停機(jī)；

50、判斷第一主牽引繩與第二主牽引繩之間的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度的累積誤差是否大于設(shè)定閾值，若是，調(diào)整驅(qū)動(dòng)裝置的主電機(jī)的轉(zhuǎn)速使得累積誤差小于設(shè)定閾值；

51、判斷天線是否達(dá)到設(shè)定的減速高度，若是，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控制天線開(kāi)始減速緩降；

52、判斷是否到達(dá)設(shè)定的停止高度，若是，控制驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行停機(jī)。

53、在一個(gè)實(shí)施例中，在天線下降過(guò)程中，還包括：判斷第一主牽引繩與第二主牽引繩之間的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度的累積誤差，當(dāng)累積誤差大于設(shè)定閾值時(shí)，根據(jù)第一主牽引繩與第二主牽引繩之間的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度的大小關(guān)系調(diào)整驅(qū)動(dòng)裝置的主變頻器以調(diào)整主電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

54、一種rbn-dgnss臺(tái)站t型雙塔天線的升降系統(tǒng)的控制方法，應(yīng)用于所述的rbn-dgnss臺(tái)站t型雙塔天線的升降系統(tǒng)，在天線上升過(guò)程中，所述控制方法包括：

55、啟動(dòng)主驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行牽引；

56、在經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間后啟動(dòng)副驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行牽引；

57、通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控制天線進(jìn)行持續(xù)上升；

58、判斷主驅(qū)動(dòng)器或副驅(qū)動(dòng)器是否發(fā)生故障，若是，控制驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行停機(jī)；

59、判斷第一主牽引繩與第二主牽引繩之間的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度的累積誤差是否大于設(shè)定閾值，若是，調(diào)整驅(qū)動(dòng)裝置的主電機(jī)的轉(zhuǎn)速使得累積誤差小于設(shè)定閾值；

60、判斷天線是否達(dá)到設(shè)定的減速高度，若是，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控制天線開(kāi)始減速緩升；

61、判斷副驅(qū)動(dòng)器的牽引繩是否達(dá)到固定位置，若是，控制副驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行停機(jī)；

62、判斷主驅(qū)動(dòng)器的牽引繩是否達(dá)到固定位置，若是，控制主驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行停機(jī)。

63、在一個(gè)實(shí)施例中，在天線上升過(guò)程中，還包括：判斷第一主牽引繩與第二主牽引繩之間的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度的累積誤差，當(dāng)累積誤差大于設(shè)定閾值時(shí)，根據(jù)第一主牽引繩與第二主牽引繩之間的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度的大小關(guān)系調(diào)整驅(qū)動(dòng)裝置的主變頻器以調(diào)整主電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

64、上述實(shí)施例的技術(shù)方案，升降系統(tǒng)包括了主控制器、驅(qū)動(dòng)裝置、設(shè)于天線塔頂部的固定滑輪和牽引繩；驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)牽引繩連接至天線，牽引繩纏繞在固定滑輪上，驅(qū)動(dòng)裝置包括了主驅(qū)動(dòng)器和副驅(qū)動(dòng)器；主控制器控制驅(qū)動(dòng)裝置的工作參數(shù)，通過(guò)主驅(qū)動(dòng)器牽引天線以及通過(guò)副驅(qū)動(dòng)器調(diào)整天線的水平度；該技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了天線的自動(dòng)升降，確保了天線升降過(guò)程的平穩(wěn)性，提高了天線維護(hù)的效率，提高維護(hù)的安全性和便利性，降低維護(hù)成本。

65、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本技術(shù)的實(shí)踐了解到。