本發(fā)明涉及信號測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用在導航設(shè)備的在線測量用天線及其驅(qū)動方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)實情況中，導航設(shè)備在線測量的測試點與距導航臺的水平位置以及高度應(yīng)密切關(guān)聯(lián)，且測量點的連續(xù)性影響航道空間信號沿距離變化的精確性，另外，在線測量需結(jié)合車載移動平臺、GPS，然而其中結(jié)合的復雜性以及車載移動平臺和GPS本身的結(jié)構(gòu)為在線測量的定位精度、數(shù)據(jù)穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)精度等帶來問題。

在現(xiàn)有技術(shù)中，在線測量的普通天線，單純利用一般甚高頻天線進行測試，再根據(jù)測試要求人為的改變天線高度和測試點，造成測量的定位精度不夠，與此同時，天線在測量過程的晃動會引起測量數(shù)據(jù)的波動等，導致數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，測量的數(shù)據(jù)精度不準確，影響測量需求。因此，普通天線的結(jié)構(gòu)與驅(qū)動方式不能滿足測量需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種導航設(shè)備在線測量用天線及其驅(qū)動方法，利用專門的甚高頻天線結(jié)合差分GPS定位以及車載移動平臺，精確定位需要測量的位置和高度，車載系統(tǒng)和天線驅(qū)動結(jié)構(gòu)可以根據(jù)測量要求時時改變測量天線的高度和位置，提供不間斷的數(shù)據(jù)測量，提高測量的定位精度、增加測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、保證測量數(shù)據(jù)的精度等。

本發(fā)明提供的一種導航設(shè)備在線測量用天線，包括：導航信號接收天線，GPS天線，天線控制模塊，中央控制器：

導航信號接收天線，用于接收導航信號，所述導航信號接收天線上包括有極化器；

GPS天線，用于接收GPS信號，所述GPS天線上包括有極化器；

天線控制模塊，用于將所述導航信號和所述GPS信號進行傳輸；

導航信號接收天線和GPS天線合裝在一起，通過所述GPS天線的連續(xù)定位來輔助導航設(shè)備獲得所述導航信號接收天線的連續(xù)位置信息；

天線控制模塊，用于將導航信號接收天線和GPS天線當前的經(jīng)緯度和高度及預設(shè)的天線位置序列輸入到所述中央控制器；所述天線位置序列為導航信號接收天線和GPS天線的目標高度和目標經(jīng)緯度；

中央控制器，用于將所述GPS天線的當前經(jīng)緯度和高度與天線位置序列進行比較，并生成天線升降控制量；所述中央控制器使用的所述GPS天線的當前經(jīng)緯度和高度根據(jù)差分定位獲得；

天線控制模塊將所述天線位置序列輸入到驅(qū)動程序，所述驅(qū)動程序再根據(jù)所述中央控制器生成的天線升降控制量產(chǎn)生指令，將該指令反饋給升降系統(tǒng)和車載系統(tǒng)，所述升降系統(tǒng)和車載系統(tǒng)調(diào)節(jié)兩個天線的高度和經(jīng)緯度，驅(qū)動所述導航信號接收天線和所述GPS天線到達指定高度和經(jīng)緯度。

優(yōu)選地，導航信號接收天線和GPS天線所采用的天線類型為偶極子天線，且兩個天線都采用水平極化方式進行極化。

進一步地，所述導航信號接收天線和GPS天線都包括有極化器，其中，極化器包括第一端和第二端，第一端與饋源喇叭固定連接，第二端與矩形導波口固定連接，導航信號接收天線和GPS天線采用饋源喇叭對信號進行接收，并采用極化器將所接收到的信號進行極化，再將經(jīng)過極化后的信號通過矩形波導口傳輸?shù)教炀€控制模塊，以保證信號接收完全，不失真。

進一步地，所述天線控制模塊還用于控制矩形波導口的窄邊與地面平行，如此，信號在整個接收過程中，都是在同一個水平方向，可以達到極化最優(yōu)匹配。

進一步地，所述導航信號接收天線為可拆卸結(jié)構(gòu)。且所述導航信號接收天線的天線頭包含有饋線接頭和天線桿連接頭。優(yōu)選地，可拆卸的方式為卡接。

進一步地，所述導航信號接收天線和GPS天線可移動。在進行連續(xù)位置測量過程中，能夠準確地接收導航信號和GPS信號，系統(tǒng)穩(wěn)定性更強。

本發(fā)明還提供的一種導航設(shè)備在線測量用天線的驅(qū)動方法：

步驟S1，利用導航信號接收天線和GPS天線對信號進行接收，并采用分別安裝在所述導航信號接收天線和GPS天線的極化器將所接收到的信號進行極化；其中，由于導航信號接收天線和GPS天線合裝在一起，利用所述GPS天線的連續(xù)定位來輔助導航設(shè)備獲得所述導航信號接收天線的連續(xù)位置信息；

步驟S2，再將經(jīng)過極化后的信號傳輸?shù)教炀€控制模塊；

步驟S3，使用所述天線控制模塊將所述導航信號和所述GPS信號進行傳輸；所述天線控制模塊將導航信號接收天線和GPS天線當前的經(jīng)緯度和高度和預設(shè)的天線位置序列輸入到中央控制器；所述天線位置序列為導航信號接收天線和GPS天線的目標高度和目標經(jīng)緯度；

步驟S4，利用中央控制器將所述GPS天線的當前經(jīng)緯度和高度與天線位置序列進行比較，并生成天線升降控制量；所述中央控制器使用的所述GPS天線的當前經(jīng)緯度和高度根據(jù)差分定位獲得；

步驟S5，所述天線控制模塊將需要測試的天線位置序列輸入到驅(qū)動程序，所述驅(qū)動程序再根據(jù)所述中央控制器生成的天線升降控制量產(chǎn)生指令，將該指令反饋給升降系統(tǒng)和車載系統(tǒng)，所述升降系統(tǒng)和車載系統(tǒng)調(diào)節(jié)兩個天線的高度和經(jīng)緯度，驅(qū)動所述導航信號接收天線和所述GPS天線到達指定高度和經(jīng)緯度。

優(yōu)選地，步驟S1中，導航信號接收天線和GPS天線所采用的天線類型為偶極子天線，且兩個天線都采用水平極化方式進行極化。

本發(fā)明的導航設(shè)備在線測量用天線及其驅(qū)動方法，在導航信號接收天線和GPS天線上均設(shè)置有極化器，通過設(shè)置兩個極化器對接收到的信號進行極化，達到極化最優(yōu)匹配，使得導航信號接收天線和GPS天線能夠?qū)⑿盘柦邮胀耆?，實現(xiàn)信號不失真，再根據(jù)該當前位置信號與天線位置進行比較，生成天線控制量，驅(qū)動天線，準確調(diào)節(jié)天線高度，達到指定位置，大大增加接收信號的精準度，以滿足測量需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標記標識。附圖中，各元件或部分并不一定按照實際的比例繪制。

圖1是本發(fā)明提供的一種導航設(shè)備在線測量用天線結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明提供的一種導航設(shè)備在線測量用天線結(jié)構(gòu)中極化器的接收信號示意圖；

圖3是本發(fā)明提供的導航信號接收天線和GPS天線合裝示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的導航信號接收天線可拆卸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明提供的一種導航設(shè)備在線測量用天線的驅(qū)動方法的流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

實施例一

參見圖1，本實施例提供的導航設(shè)備在線測量用天線，包括：

導航信號接收天線1，GPS天線2，天線控制模塊3，中央控制器4。

導航信號接收天線1，用于接收導航信號，導航信號接收天線上包括有極化器10；

GPS天線2，用于接收GPS信號，GPS天線上包括有極化器11；

導航信號接收天線1和GPS天線2合裝在一起(具體參見圖3)，通過GPS天線2的連續(xù)定位來輔助導航設(shè)備獲得導航信號接收天線1的連續(xù)位置信息；在測試前，設(shè)定一初始值，該初始值為測試前兩個天線的初始位置。

天線控制模塊3，用于將導航信號接收天線1接收的導航信號和GPS天線接收的GPS信號進行傳輸；天線控制模塊將導航信號接收天線1和GPS天線2當前的經(jīng)緯度和高度，以及預設(shè)的天線位置序列，輸入到所述中央控制器4；天線位置序列為導航信號接收天線1和GPS天線2的高度和經(jīng)緯度。進一步的說明，其中天線位置序列為一組標準參考位置，每個標準參考位置由天線目標高度和目標經(jīng)緯度表示，標準參考位置是根據(jù)測試需要來確定的。

中央控制器4，用于將GPS天線2的當前經(jīng)緯度和高度與天線位置序列進行比較，并生成天線升降控制量；中央控制器使用的GPS天線2的當前高度和經(jīng)緯度根據(jù)差分定位獲得。

天線控制模塊3將天線位置序列輸入到驅(qū)動程序，驅(qū)動程序再根據(jù)中央控制器4生成的天線升降控制量產(chǎn)生指令，將該指令反饋給升降系統(tǒng)和車載系統(tǒng)，升降系統(tǒng)和車載系統(tǒng)調(diào)節(jié)兩個天線的高度和經(jīng)緯度，驅(qū)動導航信號接收天線1和GPS天線2到達指定經(jīng)緯度和高度，以使所述導航信號接收天線1和GPS天線2所接收的信號更加精確。

同時，天線控制模塊3還用于控制矩形波導口的窄邊與地面平行，如此，信號在整個接收過程中，都是在同一個水平方向，可以達到極化最優(yōu)匹配。

參見圖2，導航信號接收天線1和GPS天線2所采用的天線類型為偶極子天線，且兩個天線都采用水平極化方式進行極化。導航信號接收天線1和GPS2天線都包括有極化器，其中以極化器10為例，極化器10包括第一端和第二端，第一端與饋源喇叭固定連接，面向來波方向，而第二端與矩形導波口固定連接。導航信號接收天線1和GPS天線2均采用饋源喇叭對信號進行接收，都采用極化器將所接收到的信號進行極化，再將經(jīng)過極化后的信號通過矩形波導口傳輸?shù)教炀€控制模塊3。由于在實際上，當極化匹配稍有調(diào)整時，就將不可能達到完全匹配。具體地，例如，當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，即：兩者之間存在一個夾角，此時就出現(xiàn)極化失配。本實施例在導航信號接收天線1和GPS天線2上都分別加裝一個極化器10和11，可以達到極化最優(yōu)匹配，即：可以使得導航信號接收天線1和GPS天線2能夠?qū)⑿盘柦邮胀耆皇д妗?/p>

參見圖3，導航信號接收天線1和GPS天線2并列設(shè)置，導航信號接收天線1和GPS天線2合裝在一起。導航信號接收天線1和GPS天線2合裝在一起的目的在于，通過所述GPS天線2的連續(xù)準確定位來輔助系統(tǒng)準確獲得所述導航信號接收天線1的連續(xù)位置信息。由于本發(fā)明實施例的導航設(shè)備在線測量的航道結(jié)構(gòu)測量系統(tǒng)，導航信號接收天線1和GPS天線2可移動，同時，通過天線控制模塊3的控制可以調(diào)節(jié)其升降，如此，在進行連續(xù)位置測量過程中，依舊能夠準確地接收導航信號和GPS信號，系統(tǒng)穩(wěn)定性更強。

參見圖4，導航信號接收天線1為可拆卸結(jié)構(gòu)。本實施例中，導航信號接收天線1是用于接收導航信號，由于儀表著陸系統(tǒng)的載波工作頻段為108-111.975MHz、328.6-335.4MHz、75MHz，無線電導航系統(tǒng)的載波工作頻段為108-117.975MHz，也就是說，在測量不同的導航信號時，需要更換不同長度的導航信號接收天線1，所以導航信號接收天線1接口處可拆卸，可以使得系統(tǒng)的實用性更高。優(yōu)選地，可拆卸的方式為卡接。天線頭可以更換VOR/ILS(長)天線、GP(短)天線，天線頭下面有一個饋線接頭和天線桿連接頭等。與此同時，結(jié)合本發(fā)明中導航信號接收天線1和GPS天線2可移動的特點，避免由于天線在測量過程的晃動會引起測量數(shù)據(jù)的波動導致數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、測量的數(shù)據(jù)精度不準確的問題。

實施例二

參見圖5，本實施例提供的導航設(shè)備在線測量用天線的驅(qū)動方法：

步驟S1，利用導航信號接收天線和GPS天線對信號進行接收，并采用分別安裝在所述導航信號接收天線和GPS天線的極化器將所接收到的信號進行極化；其中，由于導航信號接收天線和GPS天線合裝在一起，利用GPS天線的連續(xù)定位來輔助導航設(shè)備獲得導航信號接收天線的連續(xù)位置信息；

步驟S2，再將經(jīng)過極化后的信號傳輸?shù)教炀€控制模塊；

步驟S3，使用所述天線控制模塊將所述導航信號和所述GPS信號進行傳輸；所述天線控制模塊將導航信號接收天線和GPS天線當前的經(jīng)緯度和高度和預設(shè)的天線位置序列輸入到中央控制器；所述天線位置序列為導航信號接收天線和GPS天線的目標高度和目標經(jīng)緯度；

步驟S4，利用中央控制器將所述GPS天線的當前經(jīng)緯度和高度與天線位置序列進行比較，并生成天線升降控制量；所述中央控制器使用的所述GPS天線的當前經(jīng)緯度和高度根據(jù)差分定位獲得；

步驟S5，所述天線控制模塊將需要測試的天線位置序列輸入到驅(qū)動程序，所述驅(qū)動程序再根據(jù)所述中央控制器生成的天線升降控制量產(chǎn)生指令，將該指令反饋給升降系統(tǒng)和車載系統(tǒng)，所述升降系統(tǒng)和車載系統(tǒng)調(diào)節(jié)兩個天線的高度和經(jīng)緯度，驅(qū)動所述導航信號接收天線和所述GPS天線到達指定高度和經(jīng)緯度。

在本實施例的步驟S1中，導航信號接收天線和GPS天線所采用的天線類型為偶極子天線，且兩個天線都采用水平極化方式進行極化。安裝的極化器包括第一端和第二端，第一端與饋源喇叭固定連接，第二端與矩形導波口固定連接，導航信號接收天線和GPS天線采用饋源喇叭對信號進行接收，采用極化器將所接收到的信號進行極化，再將經(jīng)過極化后的信號通過矩形波導口傳輸?shù)教炀€控制模塊，以保證信號接收完全，不失真。另外，本方法中的導航信號接收天線和GPS天線可移動。在進行連續(xù)位置測量過程中，能夠準確地接收導航信號和GPS信號，系統(tǒng)穩(wěn)定性更強。同時，導航信號接收天線為可拆卸結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，可拆卸的方式為卡接。進一步地，所述導航信號接收天線和GPS天線合裝在一起。通過所述GPS天線的連續(xù)準確定位來輔助系統(tǒng)準確獲得所述導航信號接收天線的連續(xù)位置信息。

在本實施例的步驟S3中，天線控制模塊在接收和傳輸信號過程中，還用于控制矩形波導口的窄邊與地面平行，如此，信號在整個接收過程中，都是在同一個水平方向，可以達到極化最優(yōu)匹配。

本發(fā)明的導航設(shè)備在線測量用天線及其驅(qū)動方法，在導航信號接收天線和GPS天線上均設(shè)置有極化器，通過設(shè)置兩個極化器對接收到的信號進行極化，達到極化最佳匹配，使得導航信號接收天線和GPS天線能夠?qū)⑿盘柦邮胀耆瑢崿F(xiàn)信號不失真，天線控制模塊控制矩形波導口的窄邊與地面平行，保證在整個接收過程中，天線控制模塊和導航信號接收天線、GPS天線均設(shè)置在一個水平方向，實現(xiàn)極化最優(yōu)。再根據(jù)該當前位置信號與天線位置序列進行比較，生成天線控制量，驅(qū)動天線，輸入到驅(qū)動程序，驅(qū)動程序根據(jù)指令時時反饋給升降系統(tǒng)和車載系統(tǒng)，調(diào)節(jié)天線的高度的位置，達到指定位置，大大增加接收信號的精準度，并提供不間斷的數(shù)據(jù)測量。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當中。