CN105182307A - Sar角反射器固定基座 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种SAR角反射器固定基座。该SAR角反射器固定基座的基座座体部分中，侧面和底面并不相互垂直，而是倾斜一角度，从而可以减小二面直角散射回波干扰，提高SAR辐射、几何和干涉定标精度，同时通过角反射器固连组件的设计，可以灵活安装不同类型角反射器，同时方便了施工与维护，具有较强的推广应用价值。

Description

SAR角反射器固定基座
技术领域
本发明涉及遥感技术领域，尤其涉及一种SAR角反射器固定基座。
背景技术
合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，简称SAR)是一种高分辨率、全天时全天候的微波遥感成像载荷，在资源、测绘、气象和军事侦察等方面具有广泛的应用。随着SAR遥感技术逐渐向定量化方向发展，常态化地定期监测航空/航天载荷运行过程中定标参数和性能动态变化已得到国内外广泛的重视。
SAR角反射器是SAR定标和性能评估工作中的一类重要标准目标。实际外场作业过程中，对其布设的精度具有很高的要求，具体表现在(1)需要精确的布设方位指向、俯仰指向以及经纬高程，(2)尽可能消除布设背景的杂波影响。然而，在实际外场试验中，通常一次定标试验要求布设几台至十几台SAR角反射器，开展同时满足上述要求的布设工作的工作量往往巨大。
针对上述问题，目前通常做法是将SAR角反射器固定在基座之上。SAR角反射器固定基座座体为长方体或正方体，其侧面和底面相互垂直。
然而，在长期的工程实践过程中，申请人发现SAR角反射器固定基座中，与底面垂直的侧面和地表之间易形成二面直角散射回波，如图1所示。该二面直角散射回波与SAR角反射器有效回波叠加之后，引起雷达接收回波的幅度和相位误差，最后影响SAR辐射、几何和干涉定标及性能评估精度。
此外，现有SAR角反射器固定基座中，座体与角反射器的连接主要通过螺杆，并且螺杆的位置是固定的，仅能与特定角反射器进行固连。实际应用中，航空与航天SAR定标、不同波段SAR定标，所使用的角反射器大小和底脚类型不尽相同。固定式螺杆无法实现与不同类型角反射器的适配安装，也无法调节角反射器的方位指向。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于上述技术问题，本发明提供了一种SAR角反射器固定基座，以减小二面直角散射回波，提高测量精度，同时方便不同类型SAR角反射器的安装。
(二)技术方案
本发明SAR角反射器固定基座包括：基座座体，至少位于其上部第一部分的侧面与水平面不垂直；以及角反射器固连组件，固定于基座座体的上表面。
优选地，本发明SAR角反射器固定基座中，对于位于基座座体上部的第一部分：其包括：露出地面的部分；或其为：露出地面的部分。
优选地，本发明SAR角反射器固定基座中，基座座体的整体或其第一部分呈棱台或圆台形状。
优选地，本发明SAR角反射器固定基座中，棱台为：三棱台、四棱台、五棱台、六棱台、七棱台或八棱台。
优选地，本发明SAR角反射器固定基座中，棱台或圆台的侧面与底面之间呈70°～85°的角度。
优选地，本发明SAR角反射器固定基座中，角反射器固连组件包括：金属板，固定于基座座体的上表面；角反射器固定件，焊接于金属板上。
优选地，本发明SAR角反射器固定基座中，金属板通过伸入基座座体内的若干根螺纹杆固定在基座座体上。
优选地，本发明SAR角反射器固定基座中，角反射器固定件由呈放射状布置的若干根槽型金属件组合而成，该槽型金属件槽口朝下焊接于金属板上。
优选地，本发明SAR角反射器固定基座中，槽型金属件为槽钢；角反射器固定件由呈放射状布置的六根槽钢组合而成，两两槽钢之间的夹角为60°。
优选地，本发明SAR角反射器固定基座中，槽型金属件的槽底开设长条孔；在槽型金属件内部伸入顶部带有螺孔的滑块，待固定SAR角反射器的定位螺丝穿过槽型金属件槽底的长条孔，螺接于滑块上，实现固定。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明SAR角反射器固定基座具有以下有益效果：
(1)座体部分中，侧面和底面并不相互垂直，而是倾斜一角度，从而可以减小二面直角散射回波干扰，提高SAR辐射、几何和干涉定标及性能评估精度；
(2)角反射器固连组件包含60°等间距的“凸”型槽，可固连不同大小、方向角反射器。
附图说明
图1为现有技术SAR角反射器固定基座中与底面相互垂直的侧面和地表形成二面直角散射回波的示意图；
图2为根据本发明实施例SAR角反射器固定基座的立体示意图；
图3为图2所示SAR角反射器固定基座中基座座体的剖视图；
图4为图3所示基座座体的立体示意图；
图5为图2所示SAR角反射器固定基座的顶视图；
图6为图2所示SAR角反射器固定基座中固连组件中钢板与螺纹杆的示意图；
图7为图2所示SAR角反射器固定基座中固连组件中槽钢的示意图；
图8为根据本发明另一实施例SAR角反射器固定基座的立体示意图；
图9为图8所示SAR角反射器固定基座制备方法的流程图。
具体实施方式
本发明目的是提供一种SAR角反射器固定基座，以解决现有技术固定基座存在的散射杂波干扰、无法灵活安装不同类型角反射器等技术缺陷。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种SAR角反射器固定基座。图2为根据本发明实施例SAR角反射器固定基座的立体示意图。如图2所示，本实施例SAR角反射器固定基座包括：
基座座体，至少位于其上部的第一部分的侧面与水平面不垂直；以及
角反射器固连组件，固定于基座座体的上表面。
以下对本实施例SAR角反射器固定基座的各个组成部分进行详细说明。
本实施例中，基座座体被设计为四棱台形状，但本发明并不以此为限。基座座体还可以被设计为三棱台、五棱台、六棱台、七棱台、八棱台、圆台等形状。并且，只要基座座体的侧面和底面(或顶面)倾斜一角度α，即使其非棱台形状，也可实现本发明。
图3为图2所示SAR角反射器固定基座中基座座体的剖视图。请参照图3，假设棱台倾斜度为α，则由棱台侧面反射的雷达波将发生2α的偏转。一般情况下，该倾斜角度可以在5°～20°之间进行选择，即侧面与底面(或顶面)呈70°～85°的角度。
本实施例中，假定雷达波束宽度为40°，则倾斜度需不小于10°。假定雷达波束小于40°，则倾斜度为10°时均可满足减小杂波干扰需求，因此将棱台倾斜角度设计为10°左右，从而适用于40°以内波束宽度的雷达地表杂波抑制。
可见，本实施例通过巧妙的棱台侧面斜度设计可以有效降低雷达波照射时的基座侧面-地表的二面直角散射杂波干扰。
图4为图3所示基座座体的立体示意图。请参照图4，本实施例中，基座座体由混凝土浇筑而成，底面尺寸1100mm×1100mm，高度1200mm，顶面尺寸650mm×650mm。
基座高度分为两部分：
(1)第一部分为露出地面部分，设计约束主要有：过低的高度需要工作人员俯身操作，影响安装速度与精度，同时也易随着时间推移被周边沙土和草覆盖。过高的高度容易引起多径干扰，同时需要耗费大量工程原料、容易倾斜。综合考虑露出地面部分设计为200mm。
(2)第二部分为埋入地下部分，其主要是确保基座稳定，能够起到对其上安装的角反射器紧固的作用，同时应考虑安装人员踩踏的压力，确保不发生位移；综合考虑基座地下部分高度1000mm。
对于固定基座的顶面设计，需考虑的因素包括：从安装角反射器稳固度来说，棱台顶面面积应尽可能大；从避免多径散射角度来说，棱台顶面面积应尽可能小，故棱台顶面面积大小的设计需要进行折衷考虑，本设计中将顶面尺寸设计为650mm×650mm。
图5为图2所示SAR角反射器固定基座的顶视图。图6为图2所示SAR角反射器固定基座中角反射器固连组件中钢板与螺纹杆的示意图。请参照图2、图5和图6，该角反射器固连组件包括：钢板；9根螺纹杆，其穿过钢板伸入基座座体内，从而钢板固定于固定基座的上表面；角反射器固定件，由6根槽钢组成，每一根槽钢的槽口焊接于钢板的上表面，槽底开设有供定位的长条孔，形成凸形槽结构。钢板和槽钢刷防锈漆。
钢板长500mm，宽500mm厚10mm。螺纹杆直径10mm，长500mm，9根螺纹杆均匀分布并垂直焊接于钢板底面，用于实现座体与钢板的固连，钢板中间开孔，下焊圆柱形套筒，便于支立标志杆，如图6所示。
考虑到待安装角反射器的底板是不同尺寸，且其底板穿孔位置也不尽相同，因此本实施例角反射器固定件进行了特别的设计。请参照图2和图5，角反射器固定件包括围绕一中心呈放射状布置的6根槽钢，该6根槽钢呈星形辐射状排列，两两夹角60°，槽口与钢板之间相焊接。槽钢型号为5#，长度为200mm，槽底开出一条长180mm×宽10mm的长条孔。
在实际安装角反射器时，在槽钢的内部伸入顶部带有螺孔的滑块。该滑块上部的螺孔与槽钢槽底的长条孔的位置相对应，角反射器的定位螺丝可以穿过槽钢槽底的长条孔螺接于槽钢内部的滑块上，从而实现不同角反射器底板不同位置螺孔的固连，如图7所示。
由于滑块的位置可以移动，同时配合呈星形辐射状排列的角反射器固定件，从而该固连组件可以固定不同形状和尺寸的SAR角反射器，并且可以调节角反射器的方位指向，使SAR角反射器固定基座的实用性和灵活性大大提高。
在本发明的另一个示例性实施例中，还提供了一种SAR角反射器固定基座。请参照图8，该SAR角反射器固定基座与上一实施例的SAR角反射器固定基座相比，区别在于：整个基座座体分为上下两部分，其中上半部分为棱台形状，下半部分为长方体形状。上半部分中，200mm露出地面，该部分为整个基座座体地面以上的第一部分；200mm在地面以下，与下半部分一起为整个基座座体地面以下的第二部分；
与上一实施例类似，上半部分为四棱台形状，但本发明并不以此为限，其还可以被设计为三棱台、五棱台、六棱台、七棱台、八棱台、圆台等形状。并且，只要基座座体的侧面和底面倾斜一角度α，即使其非棱台形状，也可实现本发明。下半部分，其也可以是大一些的棱台或圆台形状，只要能够牢固支撑上部的第一部分即可。
以下介绍上述SAR角反射器固定基座制备方法。图9为图8所示SAR角反射器固定基座制备方法的流程图。如图9所示，本实施例SAR角反射器固定基座的制备方法包括：
步骤A：固定基座选址；
固定基座选址在地势平坦、风沙较小、无建筑物电线杆遮挡、视野开阔、交通便利、便于日常维护区域。
固定基座的排列方向为东西方向，与卫星升轨或降轨航向平行。
步骤B：取土挖坑；
选定固定基座布设位置后，利用方位测量仪器确定真北方向，同时根据卫星航向与真北夹角值，利用石灰标记1200mm×1200mm正方形区域，使正方形边沿与卫星航向垂直或水平。根据石灰标记正方形，向下取土1000mm，形成长1100mm，宽1100mm，深1000mm基坑。
步骤C：灌注混凝土；
将搅拌成的混凝土卸入基坑，按边、角、中的顺序进行布料，以插入式捣动器来完成混凝土振捣，当混凝土高度距离地面200mm时停止灌注。
步骤D：置入模板并继续灌注混凝土：
将棱台型模板置入基坑混凝土面上，利用水平尺找平，继续灌注混凝土，利用插入式捣动器振捣，根据模板的上沿对混凝土表面大体找平。
步骤E：置入角反射器固连组件；
将角反射器固连组件置入基坑，9根螺纹杆插入混凝土中，利用水平尺严格找平，利用方位测量仪严格确定钢板边沿与航线垂直或平行。在钢板外混凝土面上刻制基座编号。
步骤F：清理并涂刷防锈漆：
混凝土凝固后，拆除模板，修整棱台侧面和顶面，在钢板和槽钢上涂刷防锈漆。
步骤G：测定精确经纬高程：利用差分GPS精确测量固定基座中心点和钢板四角的经纬度和高程信息。
至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明SAR角反射器固定基座有了清楚的认识。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：
(1)基座地下部分高度尺寸、露出地面部分尺寸、棱台顶面和底面面积还可以按需进行调整；
(2)角反射器固定件中，除了星形之外，角反射器固定件还可以由槽钢拼接成其他形状，槽钢的数目可以根据需要进行调整，而不限于实施例中的6根；
(3)角反射器固定件中，除了钢板之外，还可以采用其他具有一定硬度的金属板；并且，螺纹杆的数目、尺寸以及设置的位置均可以根据需要进行调整；
(4)本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值；
(5)实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。
综上所述，本发明SAR角反射器固定基座的基座座体部分中，侧面和底面并不相互垂直，而是倾斜一角度，从而可以减小二面直角散射回波干扰，提高SAR辐射、几何和干涉定标精度，同时通过角反射器固连组件的设计，可以灵活安装不同类型角反射器，同时方便了施工与维护，具有较强的推广应用价值。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种SAR角反射器固定基座，其特征在于，包括：
基座座体，至少位于其上部第一部分的侧面与水平面不垂直；以及
角反射器固连组件，固定于所述基座座体的上表面。
2.根据权利要求1所述的SAR角反射器固定基座，其特征在于，对于位于基座座体上部的第一部分：
其包括：露出地面的部分；或
其为：露出地面的部分。
3.根据权利要求1所述的SAR角反射器固定基座，其特征在于：所述基座座体的整体或其第一部分呈棱台或圆台形状。
4.根据权利要求2所述的SAR角反射器固定基座，其特征在于，所述棱台为：三棱台、四棱台、五棱台、六棱台、七棱台或八棱台。
5.根据权利要求2所述的SAR角反射器固定基座，其特征在于，所述棱台或圆台的侧面与底面之间呈70°～85°的角度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的SAR角反射器固定基座，其特征在于，所述角反射器固连组件包括：
金属板，固定于所述基座座体的上表面；
角反射器固定件，焊接于所述金属板上。
7.根据权利要求6所述的SAR角反射器固定基座，其特征在于，所述金属板通过伸入基座座体内的若干根螺纹杆固定在所述基座座体上。
8.根据权利要求6所述的SAR角反射器固定基座，其特征在于，所述角反射器固定件由呈放射状布置的若干根槽型金属件组合而成，该槽型金属件槽口朝下焊接于所述金属板上。
9.根据权利要求8所述的SAR角反射器固定基座，其特征在于，所述槽型金属件为槽钢；
所述角反射器固定件由呈放射状布置的六根槽钢组合而成，两两槽钢之间的夹角为60°。
10.根据权利要求6所述的SAR角反射器固定基座，其特征在于，所述槽型金属件的槽底开设长条孔；
在槽型金属件内部伸入顶部带有螺孔的滑块，待固定SAR角反射器的定位螺丝穿过槽型金属件槽底的长条孔，螺接于所述滑块上，实现固定。
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