CN104199056A - 定位检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种定位检测仪，包括：悬臂；天线，天线位置可调节地安装在悬臂上，用于采集其所在位置的定位数据；定位接收机，与天线信号连接，用于接收天线所采集的定位数据，并根据所接收到的天线在位于悬臂上的两个不同悬臂位置时采集到的定位数据和两个悬臂位置之间的实际距离确定定位接收机的定位精度。发明中的定位检测仪结构简单、操作方便、便于携带、成本较低、检测精度较高、可靠性较高，可满足野外作业检测动态定位精度的要求，并可满足不同行业对高精度卫星定位动态接收机的精度检测需求，可用于高精度卫星定位动态接收机的研制、检测和标定，具有重要的应用价值和市场。

Description

定位检测仪

技术领域

本发明涉及卫星定位领域，更具体地，涉及一种定位检测仪。

背景技术

GNSS的全称是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System)，它是泛指所有的卫星导航系统，包括美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，可在全球范围内为用户提供全天候的导航、定位和定时服务。该系统按照定位方式可分为：测码伪距和测相伪距两种，其中测相伪距中，载波相位差分定位是目前精度最高的卫星导航定位方式。按照测量方式可分为静态测量和动态测量。静态测量一般的观测时段都需要在固定测量点观测45分钟以上，定位精度可达毫米级，主要用于建立各种的控制网。动态测量主要采用RTK(Real-time kinematic)实时动态差分法，能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法。

一些基于GNSS导航系统的实时定位系统已在物流定位导航安全矿业汽车工业医疗机构等领域进行了成功部署和应用，然而，不同的应用领域对实时定位系统的精度有着不同的要求。例如，在人员定位的应用中对定位精度要求往往较低，而在汽车工业等资产定位领域对定位精度的要求往往较高。在要求高精度定位的行业中，如何对动态定位精度进行检测一个非常棘手的问题。

上个世纪九十年代，为适应卫星导航定位技术的发展，满足卫星导航定位设备的精度检测，国内多家部门、省市分别建立了GPS检定场，以应对新购进的GPS接收设备的开箱检验，或对于已有设备的年检。这些检定场在当时发挥了相应的作用，然而这些检定场只有较短的边、点数偏少、精度也不高，而且没有动态检定场。传统的接收机检定主要是对接收机的设备硬件性能进行检定，在只要硬件水平合格就可以认为设备正常。实际上这是一种间接证明的方法，以硬件水平合格证明最终定位结果正常。

常规的动态定位精度验证方法主要有以下几种：

模拟法：模拟法有数字模拟与实物模拟两种，数字模拟的具体做法是生成一目标轨迹，再与卫星轨道结合计算出伪距、载波相位、多普勒频移等观测量，送入处理软件，解算结果与已知轨迹比较即可获定位解算精度。该方法存在如下的缺点是：硬件自身带来误差，比如噪声误差、量化误差、时间同步误差、多路径效应误差等；不能考核接收机的动态特性；不能考核接收机的信号处理能力，比如对卫星信号捕获能力、提取定位信息能力、抗多路径效应能力、康干扰能力等。实物模拟由卫星模拟器生成卫星信号注入接收机。卫星模拟器根据设定目标运动参数，生成与实际导航信息完全相同的模拟信号，若接收机接收此信号与接收实际卫星信号相同，则接收机的工作方式与实际测量过程一样。通过比较定位结果与已知轨迹即可获得定位精度。它的问题主要是对动态精度的考核不够充分，这与数字模拟法相同，模型误差较大。

闭合差法：闭合差法是在原基准站和用户台基础上增设1个以上基准台或用户台(工作于静态)，形成多边形的观测基线。利用相邻两接收机同步观测数据可得到多条向量，理论上这些向量应是闭合的。闭合差法在测量误差已知情况下，可以较精确的确定闭合差界，利用此误差界可以有效判定观测是否出现粗差。但是在闭合差的处理过程中将丢失相关性较强的误差分量。闭合差并非多边形中各站测量误差的综合结果，它只能在一定程度上反映测量误差的大小。

静态法：静态法是在地面上精确测定一已知点，将用户台天线置于已知点，G P S接收机利用历元解算出天线位置，与已知坐标对比得到GPS的动态测量误差。静态法又有两种：一种仅置于静态目标上，另一种叫走一停法，即将用户台置于飞机、车辆等机动目标，运动一定距离后将天线置于已知点。用静态目标我们不能有效的考核周跳检测软件，也不能有效考核周跳检测死区及修复后残存误差带来的测量误差。因此对载波相位差分定位的动态精度并不能有效考核。

双天线法：双天线法是在运动体上安装两台用户接收机，两接收机天线相距一定距离，运动过程保持不变。通过两接收机的定位结果求出两天线间的距离，与事先测得的真实距离比对得到两接收机定位误差。在用两天线间距离去评定精度的过程中必然存在两接收机定位结果的求差过程，其结果是相关误差丢失。

发明内容

本发明旨在提供一种定位检测仪，以解决现有技术的定位检测仪不能精确地确定其定位精度的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种定位检测仪，包括：悬臂；天线，天线位置可调节地安装在悬臂上，用于采集其所在位置的定位数据；定位接收机，与天线信号连接，用于接收天线所采集的定位数据，并根据所接收到的天线在位于悬臂上的两个不同悬臂位置时采集到的定位数据和两个悬臂位置之间的实际距离确定定位接收机的定位精度。

进一步地，定位检测仪还包括驱动装置，驱动装置与悬臂驱动连接，使悬臂旋转运动；其中，定位接收机根据所接收到的天线在位于悬臂上的两个悬臂位置分别旋转时所采集到的两组位置信号确定两个同心的圆形轨迹，利用该两个圆形轨迹之间的半径之差的平均值与两个悬臂位置之间的实际距离确定定位接收机的定位精度。

进一步地，悬臂为L形，且悬臂的第一臂段与驱动装置连接；其中，天线安装在悬臂的第二臂段上，定位接收机安装在悬臂的第二臂段的与第一臂段的轴线相对应的位置。

进一步地，定位检测仪还包括：悬臂固定件，悬臂固定件上设置有定位孔，第一臂段穿过悬臂固定件的定位孔后与驱动装置连接。

进一步地，定位检测仪还包括：固定套筒，固定套筒可旋转地设置在悬臂固定件的定位孔内，且固定套筒套设在第一臂段上。

进一步地，悬臂固定件的一端与驱动装置的一端插接，且悬臂固定件的轴线与驱动装置的轴线重合。

进一步地，悬臂固定件的一端设置有锥形槽，锥形槽的轴线与悬臂固定件的轴线重合，且驱动装置的一端设置有与锥形槽相配合连接的锥形凸起。

进一步地，悬臂固定件的端面上安装有第一水准气泡器和第二水准气泡器，且第一水准气泡器与第二水准气泡器垂直设置。

进一步地，定位检测仪还包括：对中器，对中器与驱动装置同轴连接；其中，对中器上设置有沿径向延伸的对中孔，对中孔的远离待测目标点的一侧设置有反射镜，对中器的侧壁上设置有与对中孔连通的观察孔。

进一步地，悬臂上安装有锁扣，锁扣沿悬臂的长度方向位置可调节地设置，且天线安装在锁扣上。

进一步地，悬臂上设置有沿悬臂的长度方向设置的凹槽，凹槽内设置有刻度尺。

进一步地，锁扣包括移动定位部，移动定位部穿设在悬臂上，且移动定位部上设置有天线定位部。

进一步地，锁扣还包括卡紧螺栓，卡紧螺栓穿设在移动定位部上，且卡紧螺栓与悬臂抵接。

进一步地，悬臂的与其旋转轴线相对应的位置上设置有接收机定位部，定位接收机安装在接收机定位部上。

进一步地，定位检测仪还包括：底座，驱动装置安装在底座上。

本发明中的定位检测仪包括悬臂，天线位置可调节地安装在该悬臂上，这样，当天线位于悬臂的不同位置时，其可采集到不同的定位数据，定位接收机接收这些不同位置的定位数据并根据这些不同定位数据可以得出定位接收机所检测出的天线在悬臂上的移动距离，进而根据该检测出的天线的移动距离和天线的实际移动距离便可确定该定位接收机的定位精度。

发明中的定位检测仪结构简单、操作方便、便于携带、成本较低、检测精度较高、可靠性较高，可满足野外作业检测动态定位精度的要求，并可满足不同行业对高精度卫星定位动态接收机的精度检测需求，可用于高精度卫星定位动态接收机的研制、检测和标定，具有重要的应用价值和市场。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明中的定位检测仪的拆分图；

图2示意性示出了图1中的悬臂的结构示意图；

图3示意性示出了图1中的锁扣的结构示意图；

图4示意性示出了图1中的驱动装置的结构示意图；

图5示意性示出了图1中的悬臂固定件的结构图；

图6示意性示出了图5的俯视图；

图7示意性示出了图1中的对中器的俯视图；以及

图8示意性示出了图1中的对中器的侧视图。

图中附图标记：10、驱动装置；11、锥形凸起；12、电源插座；13、螺纹孔；20、悬臂；21、第一臂段；22、第二臂段；23、螺纹杆；30、悬臂固定件；31、定位孔；32、锥形槽；33、第一水准气泡器；34、第二水准气泡器；40、固定套筒；50、对中器；51、对中孔；52、观察孔；60、锁扣；61、移动定位部；62、天线定位部；63、卡紧螺栓；70、接收机定位部；80、底座。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明提供了一种定位检测仪，请参考图1至图8，该定位检测仪包括：悬臂20；天线，天线位置可调节地安装在悬臂20上，用于采集其所在位置的定位数据；定位接收机，与天线信号连接，用于接收天线所采集的定位数据，并根据所接收到的天线在位于悬臂20的两个不同悬臂位置时采集到的定位数据和两个悬臂位置之间的实际距离确定定位接收机的定位精度。

本发明中的定位检测仪包括悬臂20，天线位置可调节地安装在该悬臂20上，这样，当天线位于悬臂20的不同位置时，其可采集到不同的定位数据，定位接收机接收这些不同位置的定位数据并根据这些不同定位数据可以得出定位接收机所检测出的天线在悬臂20上的移动距离，进而根据该检测出的天线的移动距离和天线的实际移动距离便可确定该定位接收机的定位精度。

发明中的定位检测仪结构简单、操作方便、便于携带、成本较低、检测精度较高、可靠性较高，可满足野外作业检测动态定位精度的要求，并可满足不同行业对高精度卫星定位动态接收机的精度检测需求，可用于高精度卫星定位动态接收机的研制、检测和标定，具有重要的应用价值和市场。

精度卫星定位动态接收机精度检测仪主要用于高精度卫星定位动态接收机精度检测。如计量单位、卫星定位接收机检测单位、用户单位验收接收机等。高精度卫星定位动态接收机研制单位、生产厂家也需要用该设备进行标定，且高等院校教学单位也需要用该设备进行教学演示，在军事和国民经济诸多领域都需要该设备。因此，本发明具有重要的应用价值和市场。

优选地，定位检测仪还包括驱动装置10，驱动装置10与悬臂20驱动连接，使悬臂20旋转运动；其中，定位接收机根据所接收到的天线在位于悬臂20上的两个悬臂位置分别旋转时所采集到的两组位置信号确定两个同心的圆形轨迹，利用该两个圆形轨迹之间的半径之差的平均值与所述两个悬臂位置之间的实际距离确定定位接收机的定位精度。这样，通过形成同心的圆形轨迹，并计算各个圆形轨迹的平均半径，并将两个平均半径作差并可得出半径之间的平均值，这种测量方式使得测得的结构更加准确。

优选地，悬臂20为L形，且悬臂20的第一臂段21与驱动装置10连接；其中，天线安装在悬臂20的第二臂段22上，定位接收机安装在悬臂20的第二臂段22的与第一臂段21的轴线相对应的位置。优选地，第一臂段21的长度为140cm,宽度为10cm,厚度5cm,第二臂段22的长度为150cm,宽度为10cm，厚度为5cm。优选地，第一臂段21的自由端设置有螺纹杆23，驱动装置10上设置有螺纹孔13，螺纹杆23与该螺纹孔13螺纹连接。

在本申请中，长度为100cm、宽度为1cm、厚度为1cm的凹槽内设置有最小刻度为毫米的铟瓦钢尺，凹槽中心位于悬臂20的侧面中轴线，零刻度端距离旋转轴线7.5cm处。优选地，驱动装置10为电动马达，其外形为半径为23cm、高5cm的圆柱面与上底面半径为5.6573cm圆面，下底面的半径为23cm的半径圆面组成。优选地，电动马达的侧面设置有电源插座12，其结构尺寸为长3cm、宽2cm、高2cm。

优选地，定位检测仪还包括：悬臂固定件30，悬臂固定件30上设置有定位孔31，第一臂段21穿过悬臂固定件30的定位孔31后与驱动装置10连接。该悬臂固定件的长为20cm，内径为5.6573cm。通过设置悬臂固定件30，可以比较方便地实现悬臂20的定位。

优选地，定位检测仪还包括：固定套筒40，固定套筒40可旋转地设置在悬臂固定件30的定位孔31内，且固定套筒40套设在第一臂段21上。固定套筒的长为15cm，半径为5.6573cm，其内分割出长15cm，宽5.05cm，高10.05cm矩形空间，该矩形空间用于与悬臂20的壁面配合，固定套筒40随悬臂20的第一臂段21旋转。由于悬臂20的悬臂截面为矩形，如果直接将其安装在悬臂固定件30的定位孔31内，不方便实现悬臂20的旋转，通过设置固定套筒40，并将固定套筒40的内孔设置为矩形孔，外壁设置为圆柱面，这样，将其套接在悬臂20上，并安装在定位孔31内，便可比较方便地实现悬臂20的旋转。

优选地，悬臂固定件30的一端与驱动装置10的一端插接，且悬臂固定件30的轴线与驱动装置10的轴线重合。这样，可以保证悬臂固定件30和驱动装置10始终位于同一轴线上。

优选地，悬臂固定件30的一端设置有锥形槽32，锥形槽32的轴线与悬臂固定件30的轴线重合，且驱动装置10的一端设置有与锥形槽32相配合连接的锥形凸起11。优选地，锥形槽32的角度为60度。这样，可以比较方便地实现悬臂固定件30与驱动装置10的同轴安装。

优选地，悬臂固定件30的端面上安装有第一水准气泡器33和第二水准气泡器34，且第一水准气泡器33与第二水准气泡器34垂直设置。通过安装相互垂直的第一水准气泡器33和第二水准气泡器34，可确保整个设备的水平放置。

优选地，定位检测仪还包括：对中器50，对中器50与驱动装置10同轴连接；其中，对中器50上设置有沿径向延伸的对中孔51，对中孔51的远离待测目标点的一侧设置有反射镜，对中器50的侧壁上设置有与对中孔51连通的观察孔52。通过设置对中器50，可在定位时精确地照准待测目标点，确保设备中轴线与目标点在同一中轴线上。

在本申请中，在对中操作时，从观察孔52观察，由于对中孔51的一侧设置有反射镜，进而可以待测目标点反射到观察者的视线内。该对中器50的规格为：半径为23cm，高为4cm的圆柱体，除去半径为2cm的等高圆柱体和长为20cm，宽4cm，高4cm矩形，其侧面对应有长2cm、宽4cm、高4cm的矩形，内有半径为1.5cm的观察孔52。

优选地，悬臂20上安装有锁扣60，锁扣60沿悬臂20的长度方向位置可调节地设置，且天线安装在锁扣60上。通过设置锁扣60可以比较方便地实现天线的移动。

优选地，悬臂20上设置有沿悬臂20的长度方向设置的凹槽，凹槽内设置有刻度尺。优选地，凹槽设置在悬臂20的侧壁上。这样，既可以比较方便地观察天线的移动距离，还可以有效地防止刻度尺上的刻度被涂擦。

优选地，锁扣60包括移动定位部61，移动定位部61穿设在悬臂20上，且移动定位部61上设置有天线定位部62。这样，便可将锁扣60套在悬臂上滑动，进而实现天线的移动。锁扣60的移动定位部61的内径为长10.5cm、宽5.05cm的矩形孔。优选地，天线定位部62包括螺栓底座和螺杆部，螺栓底座的半径为4cm，螺杆部为5cm。

优选地，锁扣60还包括卡紧螺栓63，卡紧螺栓63穿设在移动定位部61上，且卡紧螺栓63与悬臂20抵接。这样，通过旋转卡紧螺栓63便可实现对锁扣60位置的固定。

优选地，悬臂20的与其旋转轴线相对应的位置上设置有接收机定位部70，定位接收机安装在接收机定位部70上。优选地，接收机定位部70包括螺栓底座和螺杆部，螺栓底座的半径为4cm、高为5cm，螺杆部的长为5cm。

优选地，定位检测仪还包括：底座80，驱动装置10安装在底座80上。该底座80为半径30cm、高5cm的圆柱，其圆心处开有半径为2cm、长5cm的对中器观察通道；其半径为28cm处开有三个对称的、半径为2cm的插卡，用于固定设备。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种定位检测仪，其特征在于，包括：

悬臂(20)；

天线，所述天线位置可调节地安装在所述悬臂(20)上，用于采集其所在位置的定位数据；

定位接收机，与所述天线信号连接，用于接收所述天线所采集的所述定位数据，并根据所接收到的所述天线在位于所述悬臂(20)上的两个不同悬臂位置时采集到的所述定位数据和所述两个悬臂位置之间的实际距离确定所述定位接收机的定位精度。

2.根据权利要求1所述的定位检测仪，其特征在于，所述定位检测仪还包括驱动装置(10)，所述驱动装置(10)与所述悬臂(20)驱动连接，使所述悬臂(20)旋转运动；其中，所述定位接收机根据所接收到的所述天线在位于所述悬臂(20)上的两个悬臂位置分别旋转时所采集到的两组位置信号确定两个同心的圆形轨迹，利用该两个圆形轨迹之间的半径之差的平均值与所述两个悬臂位置之间的实际距离确定所述定位接收机的定位精度。

3.根据权利要求2所述的定位检测仪，其特征在于，所述悬臂(20)为L形，且所述悬臂(20)的第一臂段(21)与所述驱动装置(10)连接；其中，所述天线安装在所述悬臂(20)的第二臂段(22)上，所述定位接收机安装在所述悬臂(20)的第二臂段(22)的与所述第一臂段(21)的轴线相对应的位置。

4.根据权利要求3所述的定位检测仪，其特征在于，所述定位检测仪还包括：

悬臂固定件(30)，所述悬臂固定件(30)上设置有定位孔(31)，所述第一臂段(21)穿过所述悬臂固定件(30)的定位孔(31)后与所述驱动装置(10)连接。

5.根据权利要求4所述的定位检测仪，其特征在于，所述定位检测仪还包括：

固定套筒(40)，所述固定套筒(40)可旋转地设置在所述悬臂固定件(30)的定位孔(31)内，且所述固定套筒(40)套设在所述第一臂段(21)上。

6.根据权利要求4所述的定位检测仪，其特征在于，所述悬臂固定件(30)的一端与所述驱动装置(10)的一端插接，且所述悬臂固定件(30)的轴线与所述驱动装置(10)的轴线重合。

7.根据权利要求6所述的定位检测仪，其特征在于，所述悬臂固定件(30)的所述一端设置有锥形槽(32)，所述锥形槽(32)的轴线与所述悬臂固定件(30)的轴线重合，且所述驱动装置(10)的所述一端设置有与所述锥形槽(32)相配合连接的锥形凸起(11)。

8.根据权利要求4所述的定位检测仪，其特征在于，所述悬臂固定件(30)的端面上安装有第一水准气泡器(33)和第二水准气泡器(34)，且所述第一水准气泡器(33)与所述第二水准气泡器(34)垂直设置。

9.根据权利要求2所述的定位检测仪，其特征在于，所述定位检测仪还包括：

对中器(50)，所述对中器(50)与所述驱动装置(10)同轴连接；

其中，所述对中器(50)上设置有沿径向延伸的对中孔(51)，所述对中孔(51)的远离待测目标点的一侧设置有反射镜，所述对中器(50)的侧壁上设置有与所述对中孔(51)连通的观察孔(52)。

10.根据权利要求1所述的定位检测仪，其特征在于，所述悬臂(20)上安装有锁扣(60)，所述锁扣(60)沿所述悬臂(20)的长度方向位置可调节地设置，且所述天线安装在所述锁扣(60)上。

11.根据权利要求10所述的定位检测仪，其特征在于，所述悬臂(20)上设置有沿所述悬臂(20)的长度方向设置的凹槽，所述凹槽内设置有刻度尺。

12.根据权利要求10所述的定位检测仪，其特征在于，所述锁扣(60)包括移动定位部(61)，所述移动定位部(61)穿设在所述悬臂(20)上，且所述移动定位部(61)上设置有天线定位部(62)。

13.根据权利要求12所述的定位检测仪，其特征在于，所述锁扣(60)还包括卡紧螺栓(63)，所述卡紧螺栓(63)穿设在所述移动定位部(61)上，且所述卡紧螺栓(63)与所述悬臂(20)抵接。

14.根据权利要求2所述的定位检测仪，其特征在于，所述悬臂(20)的与其旋转轴线相对应的位置上设置有接收机定位部(70)，所述定位接收机安装在所述接收机定位部(70)上。

15.根据权利要求2所述的定位检测仪，其特征在于，所述定位检测仪还包括：

底座(80)，所述驱动装置(10)安装在所述底座(80)上。