本實用新型涉及移動通信天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于雙GNSS接收機(jī)的基站天線姿態(tài)測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

天線姿態(tài)的變化對基站信號的覆蓋范圍，蜂窩內(nèi)信號覆蓋的完整性，乃至與用戶的通信具有很大的影響。據(jù)統(tǒng)計，超過8級的大風(fēng)會對無線通信基站天線的方位角與俯仰角偏移造成直接影響。臺風(fēng)或者其它自然災(zāi)害，都會使得天線姿態(tài)產(chǎn)生明顯變化。因此及時發(fā)現(xiàn)天線姿態(tài)的變化，對于及時修復(fù)因姿態(tài)變化帶來的信號質(zhì)量下降或覆蓋變化具有非常大的應(yīng)用價值。目前，針對此類技術(shù)問題主要依賴人工逐一地對基站測量和矯正校正，由于移動通信基站通常安裝在鐵塔上，因此需要花費大量的人力、物力成本。

通過在每一個天線上加裝可實時測量天線姿態(tài)以及位置、高度等信息的測量單元，并將該結(jié)果發(fā)送到控制中心，則可以在任何時刻獲得每一個天線的位姿信息，從而發(fā)現(xiàn)因任何原因?qū)е碌奶炀€位姿異常，這為及時處理和調(diào)整異常天線提供極其有價值的信息。

當(dāng)前常用的基站天線下傾角和方位角測量設(shè)備，主要采用磁羅盤原理實現(xiàn)。但由于基站天線本身的構(gòu)造、安裝及構(gòu)件、抱桿以及鐵塔等均對磁場有明顯影響，因此基于磁羅盤實現(xiàn)的測量設(shè)備，最大難點在于如何修正外界部設(shè)備對磁場干擾和影響，難以實現(xiàn)高精度的測量。

隨著GNSS導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，固定基站的多GNSS接收機(jī)定姿定向技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于移動通信的姿態(tài)測量等領(lǐng)域，但這種技術(shù)要求天線間保持足夠的水平距離；并且當(dāng)采用2個接收機(jī)的定姿定向時，現(xiàn)有技術(shù)只能計算出2個角度；而且，由于安裝關(guān)系的不同，現(xiàn)有技術(shù)方案中所計算獲得的僅有的2個角度未必是實際應(yīng)用場景所需要的姿態(tài)信息。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種基于雙GNSS接收機(jī)的基站天線姿態(tài)測量方案，實現(xiàn)對基站天線的姿態(tài)測量，提高測量精度高，降低系統(tǒng)部署實施難度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低環(huán)境的干擾。

為解決以上技術(shù)問題，本實用新型實施例提供一種基于雙GNSS接收機(jī)的基站天線姿態(tài)測量系統(tǒng)，包括：

兩臺GNSS接收機(jī)，與所述的兩臺GNSS接收機(jī)分別一一對應(yīng)連接的GNSS天線，天線承載構(gòu)件，GNSS雙天線定姿定向處理裝置，基站天線，以及，基站天線姿態(tài)測量裝置；

兩條所述的GNSS天線和所述基站天線安裝在所述天線承載構(gòu)件上；

所述GNSS雙天線定姿定向處理裝置與所述的兩臺GNSS接收機(jī)分別通信連接，測量出兩條GNSS天線之間的俯仰角和方位角；

所述基站天線姿態(tài)測量裝置與所述GNSS雙天線定姿定向處理裝置通信連接，測量出基站天線的姿態(tài)角。

進(jìn)一步地，所述的基于雙GNSS接收機(jī)的基站天線姿態(tài)測量系統(tǒng)還包括三軸加速度計，加速度計安裝基座，加速度計姿態(tài)測量裝置；所述三軸加速度計安裝在所述加速度計安裝基座上，測量出所述加速度計安裝基座的比力；所述加速度計姿態(tài)測量裝置與所述加速度計安裝基座連接，測量出所述加速度計安裝基座的俯仰角和滾轉(zhuǎn)角；所述基站天線姿態(tài)測量裝置還與所述加速度計姿態(tài)測量裝置連接。

優(yōu)選地，所述天線承載構(gòu)件為“T”形安裝本體構(gòu)件。

進(jìn)一步地，兩條所述的GNSS天線分別安裝在所述“T”形安裝本體構(gòu)件的“臂”部結(jié)構(gòu)的兩端。

進(jìn)一步地，所述基站天線安裝在所述“T”形安裝本體構(gòu)件的主干上。

優(yōu)選地，兩條GNSS天線矢量與所述基站天線的信號發(fā)射平面之間存在可調(diào)的角位置。

優(yōu)選地，所述的加速度計安裝基座與所述基站天線的信號發(fā)射平面之間存在可調(diào)的角位置。

本實用新型提供的基于雙GNSS接收機(jī)的基站天線姿態(tài)測量系統(tǒng)，采用多GNSS接收機(jī)進(jìn)行定姿定向，實現(xiàn)基站天線的姿態(tài)測量，精度高，易部署，不易受環(huán)境干擾。本實用新型進(jìn)一步針對移動通信技術(shù)的基站天線的特點，設(shè)計特定的“T”形天線安裝本體，并將GNSS接收機(jī)天線安裝在“T”形安裝本體“臂”部結(jié)構(gòu)的兩端，實現(xiàn)兩條GNSS天線之間的水平距離的擴(kuò)展，由于本技術(shù)方案大大延長了GNSS天線之間的水平距離，因此使得將固定基線多GNSS接收機(jī)定姿定向應(yīng)用于基站天線的姿態(tài)測量成為可能。此外，通過引入三軸加速度計對加速度計安裝基座的俯仰角和滾動角進(jìn)行測量，允許GNSS天線矢量隨意安裝，且實現(xiàn)了多個角度的測量。由于可調(diào)GNSS天線的實際方位角和下傾角可變，以及“T”形天線安裝本體的“臂”與“干”之間的角位置關(guān)系設(shè)計上的多樣性，因此，可以進(jìn)一步調(diào)整GNSS天線矢量與基站天線發(fā)射平面之間的角位置關(guān)系，對不同實施場景的基站天線的姿態(tài)進(jìn)行測量，提高了靈活性。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的基于雙GNSS接收機(jī)的基站天線姿態(tài)測量系統(tǒng)的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型提供的天線承載構(gòu)件的一個實施例的硬件結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本實用新型提供的基于雙GNSS接收機(jī)的基站天線姿態(tài)測量系統(tǒng)的工作流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

參見圖1，是本實用新型提供的基于雙GNSS接收機(jī)的基站天線姿態(tài)測量系統(tǒng)的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

在本實施例提供的基于雙GNSS接收機(jī)的基站天線姿態(tài)測量系統(tǒng)，主要包括：

兩臺GNSS接收機(jī)(包括第一GNSS接收機(jī)101和第二GNSS接收機(jī)102)，與所述的兩臺GNSS接收機(jī)分別一一對應(yīng)連接的GNSS天線(包括第一GNSS天線T1和第二GNSS天線T2)，天線承載構(gòu)件(圖1中未示出)，GNSS雙天線定姿定向處理裝置103，基站天線T3，以及，基站天線姿態(tài)測量裝置104；

兩條所述的GNSS天線(T1和T2)和所述基站天線T3安裝在所述天線承載構(gòu)件上；

所述GNSS雙天線定姿定向處理裝置103與所述的兩臺GNSS接收機(jī)101、102分別通信連接，測量出兩條GNSS天線(T1和T2)之間的俯仰角和方位角；

所述基站天線姿態(tài)測量裝置104與所述GNSS雙天線定姿定向處理裝置103通信連接，測量出基站天線T3的姿態(tài)角。

具體實施時，兩條GNSS天線T1和T2用于接收GNSS衛(wèi)星發(fā)射的射頻信號；如圖1所示，每臺GNSS接收機(jī)分別與一個GNSS天線對應(yīng)相連，用于接收GNSS天線獲得的射頻信號，并對其進(jìn)行處理，得到載波相位輸出和導(dǎo)航電文；GNSS雙天線定姿定向處理裝置103接收兩臺GNSS接收機(jī)101和102輸出的載波相位信息，并采用雙天線定向算法，計算兩條GNSS天線T1和T2之間的俯仰角和方位角。具體地，GNSS雙天線定姿定向處理裝置103可以采用GNSS雙天線定向算法，其核心是整周模糊度求解，例如LAMDA算法，對兩條GNSS天線T1和T2之間的俯仰角和方位角進(jìn)行計算測量。

進(jìn)一步地，圖1實施例提供的基于雙GNSS接收機(jī)的基站天線姿態(tài)測量系統(tǒng)，還包括三軸加速度計105，加速度計安裝基座106，加速度計姿態(tài)測量裝置107；

所述三軸加速度計105安裝在所述加速度計安裝基座106上，測量出所述加速度計安裝基座106的比力；

所述加速度計姿態(tài)測量裝置107與所述加速度計安裝基座106連接，測量出所述加速度計安裝基座106的俯仰角和滾轉(zhuǎn)角；

所述基站天線姿態(tài)測量裝置104還與所述加速度計姿態(tài)測量裝置107連接。

在本實施例中，三軸加速度計105，根據(jù)慣性導(dǎo)航相關(guān)原理，測量加速度計安裝基座106的比力；加速度計姿態(tài)測量裝置107作為計算模塊，用于根據(jù)三軸加速度計105的輸出，計算加速度計安裝基座106的俯仰角和滾轉(zhuǎn)角。最后，基站天線姿態(tài)測量裝置104根據(jù)GNSS天線(T1和T2)矢量的方位角和俯仰角、加速度計安裝基座106的俯仰角和滾轉(zhuǎn)角，以及設(shè)計的GNSS天線(T1和T2)矢量、加速度計安裝基座106與基站天線T3的角位置關(guān)系，計算基站天線T3的姿態(tài)角。

參看圖2，是本實用新型提供的天線承載構(gòu)件的一個實施例的硬件結(jié)構(gòu)圖。

優(yōu)選地，所述天線承載構(gòu)件為“T”形安裝本體構(gòu)件，包括橫向的“臂”部結(jié)構(gòu)201和縱向的“干”部結(jié)構(gòu)202。

其中，具體實施時，兩條所述的GNSS天線T1、T2分別安裝在所述“T”形安裝本體構(gòu)件的“臂”部結(jié)構(gòu)201的兩端。優(yōu)選地，所述基站天線T3安裝在所述“T”形安裝本體構(gòu)件的主干202上。此外，本實施例提供的基于雙GNSS接收機(jī)的基站天線姿態(tài)測量系統(tǒng)的其它部分的電氣裝置或模塊均可安裝在“T”形安裝本體構(gòu)件的主干202上。特別地，將該“T”形安裝本體構(gòu)件安裝于基站時，應(yīng)確?！癟”形安裝本體“臂”部結(jié)構(gòu)201基本保持水平，GNSS天線T1、T2朝上安裝。

在本實施例中，兩條GNSS天線矢量與所述基站天線T3的信號發(fā)射平面之間存在可調(diào)的角位置。具體實施時，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定GNSS天線矢量與基站天線T3的安裝關(guān)系，即兩條GNSS天線T1、T2中心構(gòu)成的矢量與基站天線T3信號發(fā)射面之間的角位置關(guān)系。

進(jìn)一步地，所述的加速度計安裝基座106與所述基站天線T3的信號發(fā)射平面之間存在可調(diào)的角位置。具體實施時，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定加速度計安裝基座106與基站天線T3的安裝關(guān)系，即加速度計安裝基座106與基站天線T3的信號發(fā)射平面之間的角位置關(guān)系。

參看圖3，是本實用新型提供的基于雙GNSS接收機(jī)的基站天線姿態(tài)測量系統(tǒng)的工作流程圖。

如圖3所示，本實施例提供的基站天線姿態(tài)測量系統(tǒng)的工作流程主要包括步驟S1～S6：

步驟S1：通過GNSS天線T1和T2接收GNSS射頻信號，并將其發(fā)送給相應(yīng)的GNSS接收機(jī)101、102；

步驟S2：GNSS接收機(jī)101、102進(jìn)行GNSS的信號解調(diào)與測量計算，得到導(dǎo)航電文和載波相位測量數(shù)據(jù)，分別發(fā)送給GNSS雙天線定姿定向處理裝置103；

步驟S3：GNSS雙天線定姿定向處理裝置103計算GNSS天線矢量的下傾角和方位角，并將結(jié)果發(fā)送給基站天線姿態(tài)測量裝置104；

步驟S4：利用三軸加速度計105進(jìn)一步采集角度信息；

步驟S5：計算加速度計安裝基座106的俯仰角和滾動角；

步驟S6：基站天線姿態(tài)測量裝置104根據(jù)GNSS天線矢量與基站天線發(fā)射面之間的角位置關(guān)系，以及，加速度計安裝基座106的俯仰角和滾動角，將GNSS天線矢量的下傾角和方位角轉(zhuǎn)換為基站天線的下傾角和方位角。

本實施例提供的技術(shù)方案具有可調(diào)天線的實際方位角和下傾角可變，以及“T”形安裝本體“臂”與“干”之間的角位置關(guān)系設(shè)計上的多樣性的特點，通過定義GNSS天線矢量與基站天線發(fā)射面之間的角位置關(guān)系，并增加相應(yīng)的計算模塊，來根據(jù)實際情況將GNSS天線矢量的下傾角和方位角轉(zhuǎn)換到基站天線的下傾角和方位角。

本實用新型提供的基于雙GNSS接收機(jī)的基站天線姿態(tài)測量系統(tǒng)，采用多GNSS接收機(jī)進(jìn)行定姿定向，實現(xiàn)基站天線的姿態(tài)測量，精度高，易部署，不易受環(huán)境干擾。本實用新型進(jìn)一步針對移動通信技術(shù)的基站天線的特點，設(shè)計特定的“T”形天線安裝本體，并將GNSS接收機(jī)天線安裝在“T”形安裝本體“臂”部結(jié)構(gòu)的兩端，實現(xiàn)兩條GNSS天線之間的水平距離的擴(kuò)展，由于本技術(shù)方案大大延長了GNSS天線之間的水平距離，因此使得將固定基線多GNSS接收機(jī)定姿定向應(yīng)用于基站天線的姿態(tài)測量成為可能。此外，通過引入三軸加速度計對加速度計安裝基座的俯仰角和滾動角進(jìn)行測量，允許GNSS天線矢量隨意安裝，且實現(xiàn)了多個角度的測量。由于可調(diào)GNSS天線的實際方位角和下傾角可變，以及“T”形天線安裝本體的“臂”與“干”之間的角位置關(guān)系設(shè)計上的多樣性，因此，可以進(jìn)一步調(diào)整GNSS天線矢量與基站天線發(fā)射平面之間的角位置關(guān)系，對不同實施場景的基站天線的姿態(tài)進(jìn)行測量，提高了靈活性。

以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本實用新型的保護(hù)范圍。