一種差分衛(wèi)星接收機(jī)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種差分衛(wèi)星接收機(jī)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置，特別涉及一種對(duì)差分接收機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)定位誤差校準(zhǔn)的裝置，屬于計(jì)量測(cè)試領(lǐng)域。本發(fā)明利用標(biāo)準(zhǔn)的大地基準(zhǔn)點(diǎn)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)臂，標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)臂上的中心軸安裝在大地標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的對(duì)中芯軸中，將差分接收機(jī)基準(zhǔn)站的天線安裝在中心軸上，轉(zhuǎn)臂的臂端安裝小天線軸，并將移動(dòng)站的天線安裝在小天線軸上，圍繞中心軸以某一速度轉(zhuǎn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)臂的同時(shí)記錄接收機(jī)的輸出，解算兩天線之間的距離，解算出的距離與中心軸和小芯軸之間的實(shí)際值比較，得到差分接收機(jī)的動(dòng)態(tài)定位誤差。本發(fā)明操縱簡單方便、可實(shí)現(xiàn)對(duì)差分接收機(jī)快速、絕對(duì)法校準(zhǔn)。
【專利說明】
一種差分衛(wèi)星接收機(jī)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種差分衛(wèi)星接收機(jī)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置，特別涉及一種對(duì)差分接收機(jī)進(jìn)行 動(dòng)態(tài)定位誤差校準(zhǔn)的裝置，屬于計(jì)量測(cè)試領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前全球衛(wèi)星導(dǎo)航/定位系統(tǒng)(GNSS)主要包括美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格 林納斯系統(tǒng)(GLONASS )、中國北斗系統(tǒng)和歐洲伽利略系統(tǒng)。這些系統(tǒng)能夠在全球范圍內(nèi)提供 全天候、全天時(shí)、高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航和授時(shí)等服務(wù)。
[0003] GNSS系統(tǒng)主要由衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)（接收機(jī))組成。用戶接收機(jī) 一般由天線、接收機(jī)和采集系統(tǒng)組成。目前接收機(jī)的單點(diǎn)定位誤差大于lm，差分型接收機(jī)的 定位精度可達(dá)cm級(jí)。差分型接收機(jī)包括固定站接收機(jī)、固定站天線、移動(dòng)站接收機(jī)、移動(dòng)天 線、采集系統(tǒng)準(zhǔn)成。
[0004] 目前對(duì)差分接收機(jī)的靜態(tài)校準(zhǔn)采用將移動(dòng)站和固定站的天線分別放置在已知大 地坐標(biāo)的兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)上，觀察一個(gè)時(shí)段，利用移動(dòng)站和固定站接收機(jī)的輸出來解算出兩站 之間的距離，與兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)之間實(shí)際距離比較得到靜態(tài)定位誤差。而差分接收機(jī)的動(dòng)態(tài)誤 差卻還沒有相應(yīng)的裝置和方法，本發(fā)明涉及的校準(zhǔn)方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)差分接收機(jī)的動(dòng)態(tài)校 準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種差分衛(wèi)星接收機(jī)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置，該裝置通過將差分接收 機(jī)的動(dòng)態(tài)定位誤差直接溯源到長度基本量值，實(shí)現(xiàn)對(duì)接收機(jī)的動(dòng)態(tài)定位誤差絕對(duì)法校準(zhǔn)。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007] -種差分衛(wèi)星接收機(jī)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置，包括大地標(biāo)準(zhǔn)墩1和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)臂2兩部分。標(biāo) 準(zhǔn)點(diǎn)墩1包括基礎(chǔ)部分3和對(duì)中芯軸4，對(duì)中芯軸固定在基礎(chǔ)部分3上部的中心位置，其軸系 垂直于當(dāng)?shù)厮矫?。?biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)臂2包括：中心軸5、橫桿6、小天線軸7、鎖緊螺母8、軸承9、軸承 座10、上固定板11和下固定板12組成。上固定板11和下固定板12鉚接在橫桿6上;小天線軸7 通過螺釘與上固定板11相聯(lián)接。橫桿6為帶有通孔的方形結(jié)構(gòu)。中心軸5依次穿過通孔、下固 定板12與上固定板11，并通過鎖緊螺母8與軸承9固定連接；中心軸5穿過橫桿6的部分的高 度與小天線軸7的高度相同；軸承座10通過螺釘固定在上固定板11上，軸承9置于軸承座10 內(nèi)；
[0008] 所述橫桿6為中空的長方形結(jié)構(gòu)，材料為錯(cuò)合金；
[0009] 所述橫桿6的通孔位于橫桿6的中心位置；
[0010] 所述小天線軸7的數(shù)量至少為一個(gè)；
[0011] 工作過程:將標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)臂2上的中心軸5下部插入到大地標(biāo)準(zhǔn)墩1的對(duì)中芯軸4中， 中心軸5與對(duì)準(zhǔn)芯軸4采用基孔制過渡配合，將差分接收機(jī)固定站的天線安裝在中心軸的頂 部，將移動(dòng)站的天線安裝在小天線軸7上。連接天線與固定站接收機(jī)、天線與移動(dòng)站接收機(jī)， 固定站接收機(jī)和移動(dòng)站接收機(jī)按要求接線并上電，并將大地標(biāo)準(zhǔn)墩的坐標(biāo)值輸入到固定站 接收機(jī)中。
[0012]轉(zhuǎn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)臂2上的橫桿6,橫桿6帶動(dòng)小天線軸7、移動(dòng)站天線、上固定板11、下固 定板12、軸承座10、軸承9外圈圍繞中心軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，固定站天線和中心軸5保持不 動(dòng)，移動(dòng)站天線圍繞固定站天線做圓周運(yùn)動(dòng)，固定站天線和移動(dòng)站天線之間的距離大小始 終保持為圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R值，R即為測(cè)量過程中的標(biāo)準(zhǔn)值。運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)時(shí)采集移動(dòng)站接 收機(jī)輸出的相應(yīng)的坐標(biāo)值( Xl，yi，Zl)，利用兩點(diǎn)間距離公式求出兩天線之間的距離心，
[0013]
[0014] 式中：Xi-苐i個(gè)米樣時(shí)刻?hào)貏?dòng)站接收機(jī)輸出的X方向坐標(biāo)值，單位:m;
[0015] yi-第i個(gè)采樣時(shí)刻移動(dòng)站接收機(jī)輸出的Y方向坐標(biāo)值，單位:m;
[0016] Zi-第i個(gè)采樣時(shí)刻移動(dòng)站接收機(jī)輸出的Z方向坐標(biāo)值，單位:m;
[0017] χ〇 一基準(zhǔn)站接收機(jī)輸出的X方向坐標(biāo)值，單位:m;
[0018] yo-基準(zhǔn)站接收機(jī)輸出的Y方向坐標(biāo)值，單位:m;
[0019 ] zo一基準(zhǔn)站接收機(jī)輸出的Z方向坐標(biāo)值，單位:m;
[0020] 用測(cè)量值心減去標(biāo)準(zhǔn)值R即得到被校接收機(jī)第i個(gè)采樣時(shí)刻的測(cè)量誤差R',，
[0021] 匕二吣-尺
[0022] 式中：R-標(biāo)準(zhǔn)值，即移動(dòng)站接收機(jī)天線與基準(zhǔn)站接收機(jī)天線之間的實(shí)際距離，單 位:m〇
[0023] 對(duì)f i求均方根值得到被校準(zhǔn)接收機(jī)的動(dòng)態(tài)定位誤差：
[0024]
[0025] 式中：σ-動(dòng)態(tài)定位誤差，單位:m
[0026]因此，定位誤差直接溯源到長度計(jì)量基本量上，此方法操縱簡單方便、可實(shí)現(xiàn)對(duì)差 分接收機(jī)快速、絕對(duì)法動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)。
[0027]有益效果
[0028] 利用組網(wǎng)測(cè)得的大地標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)墩，采用標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)臂直接測(cè)量差分型接收機(jī)的動(dòng)態(tài)定位 誤差。定位誤差直接溯源到長度基本量上，操縱簡單方便、可實(shí)現(xiàn)對(duì)差分接收機(jī)快速、絕對(duì) 法校準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0029] 圖1本發(fā)明所述裝置圖；
[0030] 圖2本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)墩的剖示圖；
[0031]圖3本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)臂示意圖。
[0032] 其中，1 一大地標(biāo)準(zhǔn)域、2-標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)臂、3-基礎(chǔ)部分、4一對(duì)中芯軸、5-中心軸、 6-橫桿、7-小天線軸、8-鎖緊螺母、9 一軸承、10-軸承座、11 一上固定板、12-下固定板。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例子對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0034] 差分衛(wèi)星接收機(jī)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置，如圖1所示，包括大地標(biāo)準(zhǔn)墩1，如圖2所示，和標(biāo)準(zhǔn) 轉(zhuǎn)動(dòng)臂2,如圖3所示。將中心軸5、橫桿6、小天線軸7、鎖緊螺母8、軸承9、軸承座10、上固定板 11和下固定板12組裝成標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)臂2,測(cè)量小天線軸7到中心軸5的距離為1.500m，將標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng) 臂2上的中心軸5下部插入到大地標(biāo)準(zhǔn)墩1的對(duì)中芯軸4中，中心軸5與對(duì)準(zhǔn)芯軸4采用基孔制 過渡配合，將差分接收機(jī)固定站的天線安裝在中心軸5的頂部，將移動(dòng)站的天線安裝在小天 線軸7上。連接天線與固定站接收機(jī)、天線與移動(dòng)站接收機(jī)，固定站接收機(jī)和移動(dòng)站接收機(jī) 按要求接線和上電，并將大地標(biāo)準(zhǔn)墩的坐標(biāo)值輸入到固定站接收機(jī)中。
[0035]轉(zhuǎn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)臂2上的橫桿6,橫桿6帶動(dòng)小天線軸7、移動(dòng)站天線、上固定板11、下固 定板12、軸承座10、軸承9外圈圍繞中心軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，固定站天線和中心軸5保持不 動(dòng)，移動(dòng)站天線圍繞固定站天線做圓周運(yùn)動(dòng)，固定站天線和移動(dòng)站天線之間的距離大小始 終保持為圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R值，R即為測(cè)量過程中的標(biāo)準(zhǔn)值。運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)時(shí)采集移動(dòng)站接 收機(jī)輸出的相應(yīng)的坐標(biāo)值，采集到的數(shù)據(jù)和處理結(jié)果如下表。
[0036]表1:某差分接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果
[0037]
[0038]
[0039]
[0040]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種差分衛(wèi)星接收機(jī)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置，其特征在于:包括大地標(biāo)準(zhǔn)墳（1)和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)臂 (2)兩部分;標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)墳(1)包括基礎(chǔ)部分(3)和對(duì)中忍軸(4)，對(duì)中忍軸固定在基礎(chǔ)部分(3)上 部的中屯、位置，其軸系垂直于當(dāng)?shù)厮矫?標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)臂（2)包括：中屯、軸（5)、橫桿(6)、小天 線軸(7)、鎖緊螺母(8)、軸承(9)、軸承座（10)、上固定板（11)和下固定板（12)組成;上固定 板（11)和下固定板（12)馴接在橫桿(6)上;小天線軸(7)通過螺釘與上固定板（11)相聯(lián)接； 橫桿(6)為帶有通孔的方形結(jié)構(gòu)；中屯、軸(5)依次穿過通孔、下固定板(12)與上固定板（11)， 并通過鎖緊螺母(8)與軸承(9)固定連接；中屯、軸(5)穿過橫桿(6)的部分的高度與小天線軸 (7)的高度相同；軸承座(10)通過螺釘固定在上固定板(11)上，軸承(9)置于軸承座(10)內(nèi)。2. 如權(quán)利要求1所述的一種差分衛(wèi)星接收機(jī)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置，其特征在于:所述橫桿(6) 為中空的長方形結(jié)構(gòu)，材料為侶合金。3. 如權(quán)利要求1所述的一種差分衛(wèi)星接收機(jī)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置，其特征在于:所述橫桿(6) 的通孔位于橫桿(6)的中屯、位置。4. 如權(quán)利要求1所述的一種差分衛(wèi)星接收機(jī)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置，其特征在于:所述小天線軸 (7)的數(shù)量至少為一個(gè)。5. 如權(quán)利要求1所述的一種差分衛(wèi)星接收機(jī)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置的校準(zhǔn)方法，其特征在于:轉(zhuǎn) 動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)臂2上的橫桿(6)，此時(shí)固定站天線和中屯、軸(5)保持不動(dòng)，移動(dòng)站天線圍繞固定站 天線做圓周運(yùn)動(dòng)，固定站天線和移動(dòng)站天線之間的距離大小始終保持為圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R 值，R即為測(cè)量過程中的標(biāo)準(zhǔn)值； 轉(zhuǎn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)臂（2)，移動(dòng)站的天線繞固定站的天線作圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)時(shí)采集 移動(dòng)站接收機(jī)輸出的相應(yīng)的坐標(biāo)值(xi，yi，zi)，利用兩點(diǎn)間距離公式求出兩天線之間的距 離Ri，式中:xi-第i個(gè)采樣時(shí)刻移動(dòng)站接收機(jī)輸出的X方向坐標(biāo)值，單位:m; yi-第i個(gè)采樣時(shí)刻移動(dòng)站接收機(jī)輸出的Y方向坐標(biāo)值，單位:m; zi-第i個(gè)采樣時(shí)刻移動(dòng)站接收機(jī)輸出的Z方向坐標(biāo)值，單位:m; X0-基準(zhǔn)站接收機(jī)輸出的X方向坐標(biāo)值，單位:m; yo-基準(zhǔn)站接收機(jī)輸出的Y方向坐標(biāo)值，單位:m; Z0-基準(zhǔn)站接收機(jī)輸出的Z方向坐標(biāo)值，單位:m; 用測(cè)量值Ri減去標(biāo)準(zhǔn)值R即得到被校接收機(jī)的第i個(gè)采樣時(shí)刻的測(cè)量誤差於1， R^i = Ri-R 式中:R-標(biāo)準(zhǔn)值，即移動(dòng)站接收機(jī)天線與基準(zhǔn)站接收機(jī)天線之間的實(shí)際距離，單位:m; 對(duì)R/1求均方根值得到被校接收機(jī)的動(dòng)態(tài)定位誤差：式中：0-動(dòng)態(tài)定位誤差，單位:m。
【文檔編號(hào)】G01S19/23GK105974444SQ201610580182
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月21日
【發(fā)明人】彭軍, 何群, 孫豐甲, 李娜娜, 葉劍峰
【申請(qǐng)人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所