雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，包括用于調整被定向物體方位和俯仰角度的地形模擬器，和設置在所述地形模擬器上的被定向物體；雙天線衛星定位導航系統定向儀中的兩個天線設置在所述被定向物體兩端，所述兩個天線中心點之間的距離為所述雙天線衛星定位導航系統定向儀的基線長度。本實用新型提供的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，能夠實現對被定向物體進行各種角度的姿態調整，以利于對雙天線衛星定位導航系統定向儀的定向精度進行充分測試。
【專利說明】雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及測量設備技術，尤其涉及一種雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備。
【背景技術】
[0002]雙天線衛星定位導航系統定向技術是定向領域內的一項新技術，采用雙天線衛星定位導航系統定向技術開發的定向儀不僅具有響應時間短、動態性能好、穩定可靠、無累計誤差的優點，且不受磁場環境的影響，無慣性漂移，并且該定向儀的體積小、重量輕、價格低廉、安裝較為方便，在定向領域內得到了大量的應用。定向儀作為一種精密的測量儀器，其精度要求極高，通常對雙天線衛星定位導航系統定向儀的定向精度要求是:定向精度小于或等于X密位(I σ，基線長度L米)，其中，I σ代表定向精度取I倍的均方差，L為安裝在需要被定向物體上的兩個天線中心點之間的距離。
[0003]在雙天線衛星定位導航系統定向儀的使用過程中，將兩個天線安裝在被定向物體上，兩個天線之間的距離(基線長度)需根據該定向儀的定向精度要求設定。在定向過程中，雙天線衛星定位導航系統定向儀的定向精度會受被定向物體的傾斜狀態的影響，被定向物體的傾斜角度越大，該定位儀的定向精度就越低。因此，需要對該定向儀在被定向物體處于不同方位、不同傾斜角度下的定向精度進行嚴格的測試。然而現有的測試設備都不能實現將被定向物體在方位0°?360°范圍內進行俯仰角的任意調整能力，不能對該定位儀的定向精度進行充分的測試。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供一種雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，以產生測試雙天線衛星定位導航系統定向儀定向精度所需的姿態。
[0005]本實用新型實施例提供一種雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，包括用于調整被定向物體方位和俯仰角度的地形模擬器，和設置在所述地形模擬器上的被定向物體；
[0006]雙天線衛星定位導航系統定向儀中的兩個天線設置在所述被定向物體兩端，所述兩個天線中心點之間的距離為所述雙天線衛星定位導航系統定向儀的基線長度。
[0007]如上所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，所述地形模擬器包括:可沿垂直于水平面的轉動軸線進行水平轉動的水平轉動部件，以及可沿平行于水平面的轉動軸線進行豎直轉動的豎直轉動部件；
[0008]所述豎直轉動部件設置在所述水平轉動部件上，以與所述水平轉動部件進行同步水平轉動；
[0009]所述被定向物體設置在所述豎直轉動部件上，以與所述豎直轉動部件進行同步豎
直轉動。
[0010]如上所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，所述水平轉動部件為U形的外框，所述外框所在平面與水平面垂直；
[0011]所述外框的轉動軸線經過所述外框的重心。
[0012]如上所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，所述豎直轉動部件包括矩形狀的內框和所述內框的轉動軸，所述轉動軸設置在所述外框的兩個懸空端上；
[0013]所述轉動軸與所述外框的轉動軸線垂直，以使所述內框的轉動軸線與所述外框的轉動軸線相互正交。
[0014]如上所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，所述內框圍設的區域內設置有用于安裝被定向物體的安裝板。
[0015]如上所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，所述被定向物體設置在所述安裝板上，所述被定向物體的基線與所述外框的轉動軸線在同一豎直平面內，且與所述內框的轉動軸線垂直。
[0016]如上所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，所述被定向物體為條狀剛性物體。
[0017]如上所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，所述條狀剛性物體的長度大于所述雙天線衛星定位導航系統定向儀的基線長度。
[0018]如上所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，所述地形模擬器還包括:至少兩個驅動電機，分別與所述水平轉動部件和豎直轉動部件連接，用于驅動所述水平轉動部件和豎直轉動部件轉動。
[0019]如上所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，所述地形模擬器還包括:
[0020]用于輸入設定方位和俯仰角度的輸入設備；
[0021]用于根據所述設定方位和俯仰角度控制所述驅動電機以調整所述被定向物體的方位和俯仰角度的處理器，所述處理器分別與所述輸入設備和驅動電機連接；
[0022]用于檢測所述被定向物體實際方位和俯仰角度的檢測設備，所述檢測設備分別與所述處理器連接，用于將所述實際方位和俯仰角度發送給所述處理器；以及
[0023]用于顯示所述實際方位和俯仰角度的顯示設備，所述顯示設備與所述處理器連接。
[0024]本實用新型實施例提供的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，其中的地形模擬器能夠模擬方位變化以及俯仰角度變化，既能調整被定向物體的方位，又能夠調整被定向物體的俯仰角度，實現了對被定向物體進行各種角度的姿態調整，以利于對雙天線衛星定位導航系統定向儀的定向精度進行充分測試。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型實施例提供的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備的結構示意圖；
[0026]圖2為本實用新型實施例提供的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備與定向儀的安裝關系示意圖。
【具體實施方式】[0027]本實施例提供一種雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，能夠對被定為物體進行各種角度的姿態調整，包括被定為物體的方位角度和俯仰角度的調整，以對該定位儀的定向精度進行充分的測試。
[0028]該雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，可以包括用于調整被定向物體方位和俯仰角度的地形模擬器，和設置在地形模擬器上的被定向物體。將雙天線衛星定位導航系統定向儀中的兩個天線設置在被定向物體兩端，設置兩個天線中心點之間的距離為雙天線衛星定位導航系統定向儀的基線長度。上述地形模擬器能夠調整被定向物體的方位和俯仰角度，進而調整兩個天線的方位和俯仰角度，能夠對定向儀的定向精度進行各種姿態下的測試。
[0029]被定向物體的方位指的是被定向物體的基線方向與真北方向的夾角，在實際測試過程中，通常將水平面上的被定向物體的基線方向作為被定向物體的方位，或者縱向傾斜的被定向物體的基線方向在水平面上的投影與真北方向的夾角作為被定向物體的方位。俯仰角度指的是指縱向傾斜的被定向物體的基線與水平面之間的夾角。被定向物體優選可以為條狀剛性物體，條狀剛性物體的長度大于定向儀的基線長度。
[0030]該地形模擬器可以進行水平轉動、豎直轉動動作，將被定向物體設置在地形模擬器上，可以隨著地形模擬器的動作調整被定向物體的方位和俯仰角度。地形模擬器具體可以包括:可沿垂直于水平面的轉動軸線進行水平轉動的水平轉動部件，以及可沿平行于水平面的轉動軸線進行豎直轉動的豎直轉動部件。
[0031]其中，豎直轉動部件設置在水平轉動部件上，以與水平轉動部件進行同步水平轉動，被定向物體設置在豎直轉動部件上，以與豎直轉動部件進行同步豎直轉動，使得被定向物體能夠在水平轉動部件和豎直轉動部件的轉動過程中既能夠進行水平轉動，又能夠進行豎直轉動，進而改變了被定向物體的方位和俯仰角度。
[0032]圖1為本實用新型實施例提供的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備的結構示意圖。如圖1所示，上述技術方案采用水平轉動部件進行水平轉動，其轉動軸垂直于水平面，也即轉動軸為沿豎直方向的軸線。水平轉動部件具體可以為U形的外框1，外框I所在的平面與水平面垂直。將外框I設置在一個底座3上，外框I的轉動軸線經過底座3的圓心，為了使外框I在轉動過程中保持平穩，可設置外框I的轉動軸線經過外框I的重心。外框I以垂直于水平面的軸線為轉動中心，在水平方向轉動，能夠實現調整被定向物體5的方位。
[0033]上述豎直轉動部件，可以包括矩形狀的內框2和內框2的轉動軸6，轉動軸6所在的直線成為內框2的轉動軸線，該轉動軸6設置在外框I的兩個懸空端上，能夠在兩個懸空端的支撐作用下轉動。該內框2的轉動軸6與外框I的轉動軸線垂直，以使內框2的轉動軸線與外框I的轉動軸線相互正交。為了使內框2在轉動過程中保持平穩，也設置內框2的轉動軸線經過內框2的重心。將被定向物體5設置在內框2上，內框2進行豎直轉動，即可調整被定向物體5的俯仰角度。具體的，被定向物體5的基線可與外框I的轉動軸線在同一豎直平面內，且與內框2的轉動軸線垂直。
[0034]外框I的作用主要是支撐內框2，帶動內框2在水平方向轉動。內框2自身可在豎直方向轉動，其功能還在于支撐被定向物體5。被定向物體5設置在內框2上，能夠在外框I的帶動下產生水平轉動改變方位角度，以及在內框2的帶動下改變俯仰角度。[0035]采用上述技術方案能夠使得在外框I進行水平轉動的過程中，內框2可以同時進行豎直轉動，且豎直轉動與水平轉動的過程互不干擾，能夠實現既調整了被定向物體5的方位，又能夠調整被定向物體5的俯仰角度，實現了對被定向物體5進行各種角度的姿態調整。外框I能實現O°?360°旋轉，內框2能實現-60°?60°旋轉，可以實現對被定向物體5在方位0°?360°范圍和俯仰角-60°?60°范圍內各種角度的姿態調整，以利于對雙天線衛星定位導航系統定向儀進行不同姿態下的定向精度測試。
[0036]對于不同的定向儀，可設置外框I和內框2的轉動角度范圍，本實施例所采用的地形模擬器，其外框I可在水平方向上0°?360°范圍內轉動，內框2可以水平面為基準在-60°?60。范圍內轉動。
[0037]為了便于安裝被定向物體5，可以在內框2圍設的區域內設置有用于安裝被定向物體5的安裝板4，將被定向物體5設置在安裝板4上，具體被定向物體5的基線與外框I的轉動軸線在同一豎直平面內，且與內框2的轉動軸線垂直，以使被定向物體5隨內框2的轉動形成的俯仰角度與內框2的轉動角度相同。
[0038]本實施例提供的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，其中的地形模擬器可以采用上述技術方案，也可以采用現有技術中常用的二軸測試轉臺，或者采用其它能夠同時調整方位和俯仰角度的設備均可。
[0039]對于上述技術方案提供的地形模擬器，可以通過自動方式轉動外框I和內框2，也可以通過手動方式轉動外框I和內框2。
[0040]對于采用手動方式轉動外框I和內框2時，可以通過操作人員轉動外框I和內框2來實現水平轉動部件和豎直轉動部件的轉動。對于地形模擬器采用自動方式轉動外框I和內框2時還可以包括兩個驅動電機，例如采用伺服電機，分別與水平轉動部件和豎直轉動部件連接，用于驅動水平轉動部件和豎直轉動部件轉動。
[0041]對于自動控制方式，例如可采用現有技術中常用的輸入設備和處理器，其中，輸入設備與處理器連接，用于輸入設定方位和俯仰角度給處理器。處理器根據該設定方位和俯仰角度產生控制信號，并發送給驅動電機，驅動上述地形模擬器中外框I和內框2轉動，實現調整被定向物體5的方位和俯仰角度等姿態。
[0042]另外，為了實時監測被定向物體5的實際姿態是否與設定的方位和俯仰角度一致，則可以在地形模擬器中設置檢測設備，具體可以為角度傳感器，用于檢測被定向物體5實際方位和俯仰角度。各檢測設備分別與處理器連接，用于將檢測到的實際方位和俯仰角度發給處理器。還可以設置一個與處理器連接的顯示設備，例如顯示屏，能夠將實際方位和俯仰角度顯示出來，以提供給操作人員查看，若實際角度與設定角度有偏差，還可以進行進一步調整。
[0043]上述輸入設備、處理器和顯示設備可以集成在計算機中，即為計算機中的鍵盤、CPU和顯示器，或者輸入設備還可以與顯示設備集成為觸摸屏，將輸入和顯示功能合二為一。技術人員可以在計算機上編程，設計顯示畫面，例如采用編輯框用于輸入設定參數，例如設定方位和俯仰角度，以及顯示實際參數，例如實際方位和俯仰角度，或者設置虛擬按鈕以控制驅動電機啟動等。其中，處理器從輸入設備和檢測設備獲取設定參數和實際數值的具體實現方式，可由技術人員采用現有技術來實現。
[0044]對于上述自動控制方式，本領域技術人員可以設計處理器與檢測設備和驅動電機之間的電路器件及各器件之間的連接關系，例如采用雷電保護器件、繼電器、端子等，將上述器件放置在電氣控制柜中，各器件之間通過線纜連接，本實施例對此不作限定。
[0045]圖2為本實用新型實施例提供的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備與定向儀的安裝關系示意圖，如圖2所示，天線A和天線B安裝在被定向物體兩端，天線A中心點和天線B中心點之間的距離為基線長度。天線A和天線B分別通過線纜與雙天線衛星定位導航系統定向儀主機的輸入端連接。
[0046]采用上述自動控制地形模擬器調節被定向物體姿態的測試設備，其工作過程為:根據測試定向儀的定向精度對被定向物體所處方位和縱向俯仰角度的要求，將表示方位角度和俯仰角度的參數通過鍵盤輸入計算機，計算機根據表示方位角度和俯仰角度的參數進行計算后，生成控制信號，經電氣控制柜中的各器件發送給驅動電機，以分別驅動外框和內框轉動對應的角度。外框和內框上設置的傳感器實時檢測當前的實際角度，并發送給計算機，以使計算機進行偏差計算后再發出控制信號驅動外框和內框轉動，形成反饋調節，最終實現外框和內框處于設定角度且保持穩定。另外，顯示器可以實時顯示當前的實際方位與俯仰角度，供操作人員查看。
[0047]在地形模擬器進入實際測試過程之前，需對地形模擬器的零方位進行標定，使其零方位指向真北方向，標定方法可參照本領域技術人員熟知的現有技術來實現。在實際測試過程中，外框能在0°?360°范圍內轉動，模擬方位變化，內框能在-60°?60°范圍內轉動，模擬俯仰變化。因此，設置在被定向物體上的天線A和天線B能在外框和內框的轉動下改變方位和俯仰角度，以實現對雙天線衛星定位導航系統定向儀進行不同姿態下的定向精度測試。
[0048]采用上述技術方案所提供的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，其中的地形模擬器能夠模擬方位變化以及俯仰角度變化，即能調整被定向物體的方位，又能夠調整被定向物體的俯仰角度，實現了對被定向物體進行各種角度的姿態調整，以利于對雙天線衛星定位導航系統定向儀進行不同姿態下的定向精度測試。
[0049]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，其特征在于，包括用于調整被定向物體方位和俯仰角度的地形模擬器，和設置在所述地形模擬器上的被定向物體； 雙天線衛星定位導航系統定向儀中的兩個天線設置在所述被定向物體兩端，所述兩個天線中心點之間的距離為所述雙天線衛星定位導航系統定向儀的基線長度。
2.根據權利要求1所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，其特征在于，所述地形模擬器包括:可沿垂直于水平面的轉動軸線進行水平轉動的水平轉動部件，以及可沿平行于水平面的轉動軸線進行豎直轉動的豎直轉動部件； 所述豎直轉動部件設置在所述水平轉動部件上，以與所述水平轉動部件進行同步水平轉動； 所述被定向物體設置在所述豎直轉動部件上，以與所述豎直轉動部件進行同步豎直轉動。
3.根據權利要求2所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，其特征在于: 所述水平轉動部件為U形的外框，所述外框所在平面與水平面垂直； 所述外框的轉動軸線經過所述外框的重心。
4.根據權利要求3所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，其特征在于: 所述豎直轉動部件包括矩形狀的內框和所述內框的轉動軸，所述轉動軸設置在所述外框的兩個懸空端上； 所述轉動軸與所述外框的轉動軸線垂直，以使所述內框的轉動軸線與所述外框的轉動軸線相互正交。
5.根據權利要求4所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，其特征在于，所述內框圍設的區域內設置有用于安裝被定向物體的安裝板。
6.根據權利要求5所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，其特征在于，所述被定向物體設置在所述安裝板上，所述被定向物體的基線與所述外框的轉動軸線在同一豎直平面內，且與所述內框的轉動軸線垂直。
7.根據權利要求6所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，其特征在于，所述被定向物體為條狀剛性物體。
8.根據權利要求7所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，其特征在于，所述條狀剛性物體的長度大于所述雙天線衛星定位導航系統定向儀的基線長度。
9.根據權利要求2-8任一項所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，其特征在于: 所述地形模擬器還包括:至少兩個驅動電機，分別與所述水平轉動部件和豎直轉動部件連接，用于驅動所述水平轉動部件和豎直轉動部件轉動。
10.根據權利要求9所述的雙天線衛星定位導航系統定向儀的測試設備，其特征在于，所述地形模擬器還包括: 輸入設備； 處理器，所述處理器分別與所述輸入設備和驅動電機連接； 檢測設備，所述檢測設備分別與所述處理器連接；以及 顯示設備，所述顯示設備與所述處理器連接。
【文檔編號】G05D3/12GK203673358SQ201320817205
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月11日 優先權日:2013年12月11日
【發明者】任喜錄, 胡勇, 張成偉 申請人:任喜錄, 胡勇, 張成偉