CN102445177A - 测量天线方位角与俯仰角的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量天线方位角与俯仰角的方法、装置和系统，涉及通信技术领域，实现自动测量天线方位角与俯仰角，更加方便。该方法包括：获取信号源与所述天线的至少一对测量阵子之间的波程差；获取所述信号源的位置；根据所述信号源与所述天线的至少一对测量阵子之间的波程差、所述信号源的位置以及所述天线的至少一对测量阵子之间的距离计算出所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向；根据所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与天线辐射面方向的角度关系计算出所述天线方位角与俯仰角。

Description

测量天线方位角与俯仰角的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种测量天线方位角与俯仰角的方法、装置和系统。

背景技术

目前，天线是无线通信网络中的重要设备，作为天线参数的天线方位角与俯仰角同样极其重要，影响网络性能。具体地，在网络建设中，需要按照预先设计的天线方位角与俯仰角安装天线设备；在网络优化中，需要优化设计天线方位角与俯仰角、重新调整天线设备。

由于在天线的安装或调整中的某些错误，预先设计的天线方位角与俯仰角可能得不到正确应用，因此，需要测量实际安装的天线方位角与俯仰角，通过与设计值比较，对天线方位角与俯仰角与预先设计不同的天线进行调整从而进一步改善网络性能。现有技术通常采用人工携带工具测量天线方位角与俯仰角，耗费人力与时间。

发明内容

本发明的实施例提供一种测量天线方位角与俯仰角的方法、装置和系统，实现自动测量天线方位角与俯仰角，更加方便。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：

一种测量天线方位角与俯仰角的方法，包括：

获取信号源与所述天线的至少一对测量阵子之间的波程差；

获取所述信号源的位置；

根据所述信号源与所述天线的至少一对测量阵子之间的波程差、所述信号源的位置以及所述天线的至少一对测量阵子之间的距离计算出所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向；

根据所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与天线辐射面方向的角度关系计算出所述天线方位角与俯仰角。

一种测量天线方位角与俯仰角的装置，包括：

波程差获取单元，用于获取信号源与所述天线的至少一对测量阵子之间的波程差；

信号源位置获取单元，用于获取所述信号源的位置；

计算单元，用于根据所述信号源与所述天线的至少一对测量阵子之间的波程差、所述信号源的位置以及所述天线的至少一对测量阵子之间的距离计算出所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向；根据所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与天线辐射面方向的角度关系计算出所述天线的方位角与俯仰角。

一种测量天线方位角与俯仰角的系统，包括：上述的测量天线方位角与俯仰角的装置；天线；信号源；天线的至少一对测量阵子，用于接收所述信号源发送的信号；

其中，所述天线的测量阵子中每对测量阵子为两个相互平行的测量阵子；

所述至少一对测量阵子中每对测量阵子为两个相互平行的测量阵子；

所述至少一对测量阵子中每对测量阵子的中心连线方向与所述天线辐射面方向平行；

或者，

所述至少一对测量阵子中每对测量阵子的中心连线方向与所述天线辐射面方向垂直且至少两对天线测量阵子的中心连线方向不平行。

本发明实施例通过测量天线的测量阵子与信号源之间的波程差以及信号源的位置，即可计算得到天线方位角与俯仰角，与现有技术通常采用人工携带工具测量天线方位角与俯仰角相比，减少了人力和时间的浪费，实现自动测量天线方位角与俯仰角，更加方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明测量天线方位角与俯仰角的方法的一个实施例的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种测量天线方位角与俯仰角的方法的示意图；

图3为本发明实施例提供中定义天线方位角与俯仰角的示意图；

图4为本发明测量天线方位角与俯仰角的方法的另一个实施例的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种测量天线方位角与俯仰角的装置示意图；

图6为本发明实施例提供的一种测量天线方位角与俯仰角的系统示意图；

图7为本发明实施例提供的一种测量天线方位角与俯仰角的系统中计算单元设置在天线端的示意图。

附图标记说明：

1-天线；11-测量阵子；12-每对测量阵子的中心连线；13-天线辐射面的方向；2-信号源；3-波程差获取单元；4-信号源位置获取单元；5-计算单元；6-阵子位置获取单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例提供一种测量天线方位角与俯仰角的方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤101，获取信号源与天线的至少一对测量阵子之间的波程差；

具体地，如图2所示，首先测量信号源2与天线1的至少一对测量阵子11之间的接收信号时差，根据上述接收信号时差和信号传播速率计算波程差，波程差＝接收信号时差×信号传播速率。

也可以通过测量信号源2与天线1的至少一对测量阵子11之间的接收相位差，根据上述相位差、波长计算波程差，

步骤102，获取信号源的位置；

步骤103，根据信号源与天线的至少一对测量阵子之间的波程差、信号源的位置以及所述天线的至少一对测量阵子之间的距离计算出天线的至少一对测量阵子的中心连线方向；

在空间直角坐标系中，定义天线1的至少一对测量阵子11的中心连线12的直线方程为： $\left\{\begin{array}{c}x=x_a+m_x\×t\\ y=y_a+m_y\×t\\ z=z_a+m_z\×t\end{array}\right.,$ 则(m_x，m_y，m_z)为天线1的至少一对测量阵子11的中心连线12方向向量，是与天线1的至少一对测量阵子11的中心连线12平行的向量，满足归一化要求，即

用于表示所述天线1的至少一对测量阵子11的中心连线12方向，信号源2发送的信号由直线传播到天线测量阵子11，经过数学公式推导信号源2与天线1的至少一对测量阵子11之间的波程差的计算公式为：

$L_{\mathrm{mr}}\≈d_m\left[\frac{(x_{\mathrm{tr}}-x_a)m_x+(y_{\mathrm{tr}}-y_a)m_y+(z_{\mathrm{tr}}-z_a)m_z}{\sqrt{{(x_{\mathrm{tr}}-x_a)}^2+{(y_{\mathrm{tr}}-y_a)}^2+{(z_{\mathrm{tr}}-z_a)}^2}\×\sqrt{m_x^2+m_y^2+m_z^2}}\right],$

根据上述公式列出以下方程组用于计算天线1的至少一对测量阵子11的中心连线12方向向量(m_x，m_y，m_z)：

$\left\{\begin{array}{c}{m}_x^2+m_y^2+m_z^2=1\\ (x_{t1}-x_a)m_x+(y_{t1}-y_a)m_y+(z_{t1}-z_a)m_z\≈\frac{L_{m1}}{d_m}\sqrt{{(x_{t1}-x_a)}^2+{(y_{t1}-y_a)}^2+{(z_{t1}-z_a)}^2}\\ \·\·\·\\ (x_{\mathrm{tr}}-x_a)m_x+(y_{\mathrm{tr}}-y_a)m_y+(z_{\mathrm{tr}}-z_a)m_z\≈\frac{L_{\mathrm{mr}}}{d_m}\sqrt{{(x_{\mathrm{tr}}-x_a)}^2+{(y_{\mathrm{tr}}-y_a)}^2+{(z_{\mathrm{tr}}-z_a)}^2}\end{array}\right.,$

其中，r为大于等于5的整数，表示信号源2的位置数；(x_tr，y_tr，z_tr)为信号源2的位置矢量，用于表示所述信号源2的位置，至少有五组不同的值；L_mr为所述信号源2与天线1的至少一对测量阵子11之间的波程差，根据不同信号源2的位置，上述波程差至少有五组不同的值；d_m为天线1的至少一对测量阵子1之间的距离，为预先设定的已知量。在天线1能够接收的覆盖范围内，同一信号源2移动到不同的位置或者不同位置处的不同信号源2测量得到至少五组上述测试数据，上述至少五组测试数据组成六元二次方程组才能够求解，其中(x_a，y_a，z_a)为天线1的至少一对测量阵子11中心的位置矢量，用于表示天线1的至少一对测量阵子11中心的位置，此处为未知数，不需要计算出。

步骤104，根据所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与天线辐射面方向的角度关系计算出天线方位角与俯仰角；

(p_x，p_y，p_z)为天线辐射面方向向量，用于表示所述天线辐射面的方向13，该天线辐射面的方向13所在直线的方程为 $\left\{\begin{array}{c}x=x_a+p_x\×t\\ y=y_a+p_y\×t\\ z=z_a+p_z\×t\end{array}\right..$

当天线1的至少一对测量阵子11的中心连线12方向与天线辐射面的方向13垂直时，分别获取信号源2与天线1的至少一对测量阵子11中不平行的两对测量阵子11之间的波程差，并计算出天线1的至少一对测量阵子11中不平行的两对测量阵子11的中心连线12方向向量，分别为：(m_x，m_y，m_z)与(n_x，n_y，n_z)，则天线辐射面的方向向量(p_x，p_y，p_z)＝(m_zn_y-m_yn_z，m_xn_z-m_zn_x，m_yn_x-m_xn_y)，用于表示天线辐射面的方向13，其中p_x、p_y、p_z根据天线辐射面的方向13不同可能取正值或负值，当天线1的至少一对测量阵子11的中心连线12方向与天线辐射面的方向13平行时，获取信号源2与天线1的至少一对测量阵子11中一对测量阵子11之间的波程差，并计算出天线1的至少一对测量阵子11中至少一对测量阵子中一对测量阵子11的中心连线12方向向量(m_x，m_y，m_z)，则天线辐射面的方向向量(p_x，p_y，p_z)＝(m_x，m_y，m_z)。

如图3所示，在空间直角坐标系中，点O(0，0，0)为原点，天线辐射面的方向向量(p_x，p_y，p_z)为点A，(p_x，p_y，0)为点A在XY平面的投影点B，从X的正半轴到直线OA的角度为天线方位角α，其角度范围从-180度到180度，从直线OB到直线OA的角度为天线俯仰角β，其角度范围从-90度到90度，根据天线辐射面的方向向量即可由以下公式得到天线方位角与俯仰角，

天线方位角 $\mathrm{\&alpha;}=\left\{\begin{array}{cc}{\tan }^{-1}\frac{p_y}{p_x}& p_x>0\\ {\tan }^{-1}\frac{p_y}{p_x}+\mathrm{\&pi;}& p_x<0,p_y\&GreaterEqual;0\\ {\tan }^{-1}\frac{p_y}{p_x}-\mathrm{\&pi;}& p_x<0,p_y<0\\ \frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x=0,p_y>0\\ -\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x=0,p_y<0\\ 0& p_x=0,p_y=0\end{array}\right.;$

天线俯仰角 $\mathrm{\&beta;}=\left\{\begin{array}{cc}{\tan }^{-1}\frac{p_z}{\sqrt{p_x^2+p_y^2}}& p_x^2+p_y^2>0,p_z\&NotEqual;0\\ \frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x^2+p_y^2=0,p_z>0\\ -\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x^2+p_y^2=0,p_z<0\\ 0& p_z=0\end{array}\right..$

根据1π弧度＝180度将得到的弧度值转化为角度值。

本发明实施例通过测量天线的测量阵子与信号源之间的波程差以及信号源的位置，即可计算得到天线方位角与俯仰角，与现有技术通常采用人工携带工具测量天线方位角与俯仰角相比，减少了人力和时间的浪费，实现自动测量天线方位角与俯仰角，更加方便。

实施例二

本发明实施例提供一种测量天线方位角与俯仰角的方法，如图4所示，包括以下步骤：

步骤201，获取信号源与天线的至少一对测量阵子之间的波程差；

具体地，首先测量信号源与天线的至少一对测量阵子之间的接收信号时差，根据上述接收信号时差计算波程差。

也可以通过测量信号源与天线的至少一对测量阵子之间的接收相位差，根据上述相位差、波长计算波程差。

步骤202，获取信号源的位置；

步骤203，获取天线的至少一对测量阵子中心的位置；

步骤204，根据信号源与天线的至少一对测量阵子之间的波程差、信号源的位置、天线的至少一对测量阵子中心的位置以及所述天线的至少一对测量阵子之间的距离计算出天线的至少一对测量阵子的中心连线方向；

根据以下方程组计算：

$\left\{\begin{array}{c}{m}_x^2+m_y^2+m_z^2=1\\ (x_{t1}-x_a)m_x+(y_{t1}-y_a)m_y+(z_{t1}-z_a)m_z\&ap;\frac{L_{m1}}{d_m}\sqrt{{(x_{t1}-x_a)}^2+{(y_{t1}-y_a)}^2+{(z_{t1}-z_a)}^2}\\ \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\\ (x_{\mathrm{tr}}-x_a)m_x+(y_{\mathrm{tr}}-y_a)m_y+(z_{\mathrm{tr}}-z_a)m_z\&ap;\frac{L_{\mathrm{mr}}}{d_m}\sqrt{{(x_{\mathrm{tr}}-x_a)}^2+{(y_{\mathrm{tr}}-y_a)}^2+{(z_{\mathrm{tr}}-z_a)}^2}\end{array}\right.,$

其中，r为大于等于2的整数，表示信号源的位置数，由于天线的至少一对测量阵子中心的位置矢量(x_a，y_a，z_a)为已知数，所以只需要至少两组测试数据组成三元二次方程组，即可求解未知数(m_x，m_y，m_z)，也就是计算出天线的至少一对测量阵子的中心连线方向向量(m_x，m_y，m_z)，简化了计算，其中参数的定义方法与上述实施例相同，在此不再赘述。

步骤205，根据所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与天线辐射面方向的角度关系计算出所述天线的方位角与俯仰角；

具体的计算方法与上述实施例相同，在此不再赘述。

在由数个天线组成的网络中，获取信号源的标识信息和天线的标识信息。这样可以在由数个天线组成的网络中精确地获得上述网络中任意天线所对应的天线方位角与俯仰角信息，同时天线也可以作为信号源组成天线自组网，通过天线之间的信号传输测量其中任意目的天线的至少一对测量阵子与源天线之间的波程差以及源天线的位置，之后计算得到目的天线方位角与俯仰角。与现有技术通常采用人工携带工具测量天线方位角与俯仰角相比，大大减少了人力和时间的浪费，实现自动测量天线方位角与俯仰角，更加方便。

实施例三

本发明实施例提供一种测量天线方位角与俯仰角的装置，如图5所示，包括：波程差获取单元3、信号源位置获取单元4以及计算单元5。

波程差获取单元3，用于获取信号源与天线的至少一对测量阵子之间的波程差，具体为首先测量信号源与天线的至少一对测量阵子之间的接收信号时差，根据上述接收信号时差计算出波程差；信号源位置获取单元4，用于获取信号源的位置；计算单元5，用于根据所述信号源与所述天线的至少一对测量阵子之间的波程差、所述信号源的位置以及所述天线的至少一对测量阵子之间的距离计算出所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向，并且根据所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与天线辐射面方向的角度关系计算出所述天线的方位角与俯仰角。

可选地，还包括阵子位置获取单元6，用于获取天线的至少一对测量阵子中心的位置，以简化每对测量阵子的中心连线方向的计算。

进一步地，计算单元5具体用于：

由以下方程组计算出天线的至少一对测量阵子的中心连线方向向量(m_x，m_y，m_z)：

$\left\{\begin{array}{c}{m}_x^2+m_y^2+m_z^2=1\\ (x_{t1}-x_a)m_x+(y_{t1}-y_a)m_y+(z_{t1}-z_a)m_z\&ap;\frac{L_{m1}}{d_m}\sqrt{{(x_{t1}-x_a)}^2+{(y_{t1}-y_a)}^2+{(z_{t1}-z_a)}^2}\\ \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\\ (x_{\mathrm{tr}}-x_a)m_x+(y_{\mathrm{tr}}-y_a)m_y+(z_{\mathrm{tr}}-z_a)m_z\&ap;\frac{L_{\mathrm{mr}}}{d_m}\sqrt{{(x_{\mathrm{tr}}-x_a)}^2+{(y_{\mathrm{tr}}-y_a)}^2+{(z_{\mathrm{tr}}-z_a)}^2}\end{array}\right.,$

其中，L_mr为信号源与天线的至少一对测量阵子之间的波程差；(x_tr，y_tr，z_tr)为信号源的位置矢量，用于表示信号源的位置；d_m为天线的至少一对测量阵子之间的距离；(x_a，y_a，z_a)为天线的至少一对测量阵子中心的位置矢量；r表示信号源的位置数；

当天线的至少一对测量阵子中心的位置矢量(x_a，y_a，z_a)未知时，信号源的位置数r为大于等于5的整数；

或者，

当天线的至少一对测量阵子中心的位置矢量(x_a，y_a，z_a)已知时，信号源的位置数r为大于等于2的整数。

波程差获取单元3具体用于：

当所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与所述天线辐射面方向垂直时，分别获取所述信号源与天线的至少一对测量阵子中不平行的两对测量阵子之间的波程差；

或者，

当所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与所述天线辐射面方向平行时，获取所述信号源与天线的至少一对测量阵子中一对测量阵子之间的波程差；

进一步地，计算单元5还用于：

当天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与天线辐射面方向垂直时，计算出所述的至少一对测量阵子中不平行的两对测量阵子的中心连线方向向量，分别为：(m_x，m_y，m_z)与(n_x，n_y，n_z)；天线辐射面的方向向量(p_x，p_y，p_z)＝(m_zn_y-m_yn_z，m_xn_z-m_zn_x，m_yn_x-m_xn_y)；

或者，

当天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与天线辐射面方向平行时，计算出天线的至少一对测量阵子中一对测量阵子的中心连线方向向量为(m_x，m_y，m_z)；天线辐射面的方向向量(p_x，p_y，p_z)＝(m_x，m_y，m_z)；

天线方位角 $\mathrm{\&alpha;}=\left\{\begin{array}{cc}{\tan }^{-1}\frac{p_y}{p_x}& p_x>0\\ {\tan }^{-1}\frac{p_y}{p_x}+\mathrm{\&pi;}& p_x<0,p_y\&GreaterEqual;0\\ {\tan }^{-1}\frac{p_y}{p_x}-\mathrm{\&pi;}& p_x<0,p_y<0\\ \frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x=0,p_y>0\\ -\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x=0,p_y<0\\ 0& p_x=0,p_y=0\end{array}\right.;$

天线俯仰角 $\mathrm{\&beta;}=\left\{\begin{array}{cc}{\tan }^{-1}\frac{p_z}{\sqrt{p_x^2+p_y^2}}& p_x^2+p_y^2>0,p_z\&NotEqual;0\\ \frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x^2+p_y^2=0,p_z>0\\ -\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x^2+p_y^2=0,p_z<0\\ 0& p_z=0\end{array}\right..$

测量天线方位角与俯仰角的方法与上述实施例相同，在此不再赘述。

本发明实施例通过测量天线的测量阵子与信号源之间的波程差以及信号源的位置，即可计算得到天线方位角与俯仰角，与现有技术通常采用人工携带工具测量天线方位角与俯仰角相比，减少了人力和时间的浪费，实现自动测量天线方位角与俯仰角，更加方便。

实施例四

本发明实施例提供一种测量天线方位角与俯仰角的系统，包括：上述测量天线方位角与俯仰角的装置；天线；信号源；天线的至少一对测量阵子，用于接收所述信号源发送的信号；

其中，天线的测量阵子中每对测量阵子为两个相互平行的测量阵子；每对测量阵子的中心连线方向与天线辐射面方向平行或每对测量阵子的中心连线方向与天线辐射面方向垂直且至少两对天线测量阵子的中心连线方向不平行。上述测量阵子可以是在天线端增加的测量阵子或者现有的天线振子，每对测量阵子中的测量阵子可以部分重合使用。

以下通过具体地测量过程，进一步说明本发明的技术方案：

如图6所示，计算单元5设置在信号源2端，信号源2端的信号源位置获取单元4测量信号源2的位置并直接发送给计算单元5；

天线1接收此信号，天线1端的波程差测量单元3根据此信号获取天线1的至少一对测量阵子11与信号源2之间的接收信号时差，并根据此信号时差计算得到波程差，可选地，天线1端的阵子位置获取单元6测量上述天线1的至少一对测量阵子11中心的位置，天线1端通过基站将上述至少一对测量阵子与信号源之间的波程差以及可选的上述至少一对测量阵子中心的位置可以通过基站发送给计算单元5；

在天线1能够接收的覆盖范围内，移动信号源2到新的位置或根据不同位置处的不同信号源2，按照上述过程重新测量，计算单元5接收新的一组测量数据；

计算单元5接收到足够多组数据后，计算天线1方位角与俯仰角。

上述计算天线1方位角与俯仰角的方法与上述实施例相同，在此不再赘述。

如图7所示，计算单元5也可以设置在天线1端，并内置天线，此时信号源2发送包含信号源位置的信号给计算单元5，天线1端的上述至少一对测量阵子11与信号源2之间的波程差以及可选的上述至少一对测量阵子11中心的位置直接发送给计算单元5。计算单元5也可以是后台计算软件。

由于实际测量中信号源发送的信号传播到天线测量阵子时不一定严格沿直线传播、天线每对测量阵子的中心位置以及信号源位置在测量过程中可能引入误差，测量结果存在有累计误差，为提高测量精度，可以增加天线的测量阵子的数量、信号源的数量以及特别测量信号，特别测量信号可以为多个频点信号，用于提高接收信号时差测量精度。

本发明实施例通过测量天线的测量阵子与信号源之间的波程差以及信号源的位置，即可计算得到天线方位角与俯仰角，与现有技术通常采用人工携带工具测量天线方位角与俯仰角相比，减少了人力和时间的浪费，实现自动测量天线方位角与俯仰角，更加方便。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分流程可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种测量天线方位角与俯仰角的方法，其特征在于，包括：

获取信号源与所述天线的至少一对测量阵子之间的波程差；

获取所述信号源的位置；

根据所述信号源与所述天线的至少一对测量阵子之间的波程差、所述信号源的位置以及所述天线的至少一对测量阵子之间的距离计算出所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向；

根据所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与天线辐射面方向的角度关系计算出所述天线方位角与俯仰角。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在根据所述信号源相对于与所述天线的至少一对天线测量阵子之间的波程差、所述信号源的位置以及所述天线的至少一对测量阵子之间的距离计算出所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向之前，还包括：

获取所述天线的至少一对测量阵子中心的位置。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向向量为(m_x，m_y，m_z)，由以下方程组计算出：

$\left\{\begin{array}{c}{m}_x^2+m_y^2+m_z^2=1\\ (x_{t1}-x_a)m_x+(y_{t1}-y_a)m_y+(z_{t1}-z_a)m_z\&ap;\frac{L_{m1}}{d_m}\sqrt{{(x_{t1}-x_a)}^2+{(y_{t1}-y_a)}^2+{(z_{t1}-z_a)}^2}\\ \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\\ (x_{\mathrm{tr}}-x_a)m_x+(y_{\mathrm{tr}}-y_a)m_y+(z_{\mathrm{tr}}-z_a)m_z\&ap;\frac{L_{\mathrm{mr}}}{d_m}\sqrt{{(x_{\mathrm{tr}}-x_a)}^2+{(y_{\mathrm{tr}}-y_a)}^2+{(z_{\mathrm{tr}}-z_a)}^2}\end{array}\right.,$

其中，L_mr为所述信号源与所述天线的至少一对测量阵子之间的波程差；(x_tr，y_tr，z_tr)为所述信号源的位置矢量，用于表示所述信号源的位置；d_m为天线的至少一对天线测量阵子之间的距离；(x_a，y_a，z_a)为所述天线的至少一对测量阵子中心的位置矢量，用于表示所述天线的至少一对测量阵子中心的位置；r表示所述信号源的位置数；

当所述天线的至少一对测量阵子中心的位置矢量(x_a，y_a，z_a)未知时，所述信号源的位置数r为大于等于5的整数；

或者，

当所述天线的至少一对测量阵子中心的位置矢量(x_a，y_a，z_a)已知时，所述信号源的位置数r为大于等于2的整数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

当所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与所述天线辐射面方向垂直时，分别获取所述信号源与天线的至少一对测量阵子中不平行的两对测量阵子之间的波程差，并计算出所述天线的至少一对测量阵子中不平行的两对测量阵子的中心连线方向向量，分别为：(m_x，m_y，m_z)与(n_x，n_y，n_z)；

所述天线辐射面的方向向量(p_x，p_y，p_z)＝(m_zn_y-m_yn_z，m_xn_z-m_zn_x，m_yn_x-m_xn_y)；

或者，

当所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与所述天线辐射面方向平行时，获取所述信号源与天线的至少一对测量阵子中一对测量阵子之间的波程差，并计算出所述天线的至少一对测量阵子中一对测量阵子的中心连线方向向量为(m_x，m_y，m_z)；

所述天线辐射面的方向向量(p_x，p_y，p_z)＝(m_x，m_y，m_z)；

所述天线方位角 $\mathrm{\&alpha;}=\left\{\begin{array}{cc}{\tan }^{-1}\frac{p_y}{p_x}& p_x>0\\ {\tan }^{-1}\frac{p_y}{p_x}+\mathrm{\&pi;}& p_x<0,p_y\&GreaterEqual;0\\ {\tan }^{-1}\frac{p_y}{p_x}-\mathrm{\&pi;}& p_x<0,p_y<0\\ \frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x=0,p_y>0\\ -\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x=0,p_y<0\\ 0& p_x=0,p_y=0\end{array}\right.;$

所述天线俯仰角 $\mathrm{\&beta;}=\left\{\begin{array}{cc}{\tan }^{-1}\frac{p_z}{\sqrt{p_x^2+p_y^2}}& p_x^2+p_y^2>0,p_z\&NotEqual;0\\ \frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x^2+p_y^2=0,p_z>0\\ -\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x^2+p_y^2=0,p_z<0\\ 0& p_z=0\end{array}\right..$

5.一种测量天线方位角与俯仰角的装置，其特征在于，包括：

波程差获取单元，用于获取信号源与所述天线的至少一对测量阵子之间的波程差；

信号源位置获取单元，用于获取所述信号源的位置；

计算单元，用于根据所述信号源与所述天线的至少一对测量阵子之间的波程差、所述信号源的位置以及所述天线的至少一对测量阵子之间的距离计算出所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向；根据所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与天线辐射面方向的角度关系计算出所述天线的方位角与俯仰角。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

阵子位置获取单元，用于获取所述天线的至少一对测量阵子中心的位置。

7.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，

所述计算单元具体用于：

由以下方程组计算出所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向向量(m_x，m_y，m_z)：

$\left\{\begin{array}{c}{m}_x^2+m_y^2+m_z^2=1\\ (x_{t1}-x_a)m_x+(y_{t1}-y_a)m_y+(z_{t1}-z_a)m_z\&ap;\frac{L_{m1}}{d_m}\sqrt{{(x_{t1}-x_a)}^2+{(y_{t1}-y_a)}^2+{(z_{t1}-z_a)}^2}\\ \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\\ (x_{\mathrm{tr}}-x_a)m_x+(y_{\mathrm{tr}}-y_a)m_y+(z_{\mathrm{tr}}-z_a)m_z\&ap;\frac{L_{\mathrm{mr}}}{d_m}\sqrt{{(x_{\mathrm{tr}}-x_a)}^2+{(y_{\mathrm{tr}}-y_a)}^2+{(z_{\mathrm{tr}}-z_a)}^2}\end{array}\right.,$

其中，L_mr为所述信号源与所述天线的至少一对测量阵子之间的波程差；(x_tr，y_tr，z_tr)为所述信号源的位置矢量，用于表示所述信号源的位置；d_m为所述天线的至少一对测量阵子之间的距离；(x_a，y_a，z_a)为所述天线的至少一对测量阵子中心的位置矢量；r表示所述信号源的位置数；

当所述天线的至少一对测量阵子中心的位置矢量(x_a，y_a，z_a)未知时，所述信号源的位置数r为大于等于5的整数；

或者，

当所述天线的至少一对测量阵子中心的位置矢量(x_a，y_a，z_a)已知时，所述信号源的位置数r为大于等于2的整数。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述波程差获取单元具体用于：

当所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与所述天线辐射面方向垂直时，分别获取所述信号源与天线的至少一对测量阵子中不平行的两对测量阵子之间的波程差；

或者，

当所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与所述天线辐射面方向平行时，获取所述信号源与天线的至少一对测量阵子中一对测量阵子之间的波程差；

所述计算单元还用于：

当所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与所述天线辐射面方向垂直时，计算出所述天线的至少一对测量阵子中不平行的两对测量阵子的中心连线方向向量，分别为：(m_x，m_y，m_z)与(n_x，n_y，n_z)；所述天线辐射面的方向向量(p_x，p_y，p_z)＝(m_zn_y-m_yn_z，m_xn_z-m_zn_x，m_yn_x-m_xn_y)；

或者，

当所述天线的至少一对测量阵子的中心连线方向与所述天线辐射面方向平行时，计算出所述天线的至少一对测量阵子中一对测量阵子的中心连线方向向量为(m_x，m_y，m_z)；所述天线辐射面的方向向量(p_x，p_y，p_z)＝(m_x，m_y，m_z)；

所述天线方位角 $\mathrm{\&alpha;}=\left\{\begin{array}{cc}{\tan }^{-1}\frac{p_y}{p_x}& p_x>0\\ {\tan }^{-1}\frac{p_y}{p_x}+\mathrm{\&pi;}& p_x<0,p_y\&GreaterEqual;0\\ {\tan }^{-1}\frac{p_y}{p_x}-\mathrm{\&pi;}& p_x<0,p_y<0\\ \frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x=0,p_y>0\\ -\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x=0,p_y<0\\ 0& p_x=0,p_y=0\end{array}\right.;$

所述天线俯仰角 $\mathrm{\&beta;}=\left\{\begin{array}{cc}{\tan }^{-1}\frac{p_z}{\sqrt{p_x^2+p_y^2}}& p_x^2+p_y^2>0,p_z\&NotEqual;0\\ \frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x^2+p_y^2=0,p_z>0\\ -\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& p_x^2+p_y^2=0,p_z<0\\ 0& p_z=0\end{array}\right..$

9.一种测量天线方位角与俯仰角的系统，其特征在于，包括：如权利要6至8任意一项所述的测量天线方位角与俯仰角的装置、天线和信号源，

其中，所述天线设置有至少一对测量阵子，用于接收所述信号源发送的信号；

所述至少一对测量阵子中每对测量阵子为两个相互平行的测量阵子；

所述至少一对测量阵子中每对测量阵子的中心连线方向与所述天线辐射面方向平行；

或者，

所述至少一对测量阵子中每对测量阵子的中心连线方向与所述天线辐射面方向垂直且至少两对天线测量阵子的中心连线方向不平行。

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