CN105607650A - 一种指向性天线的角度标校装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种指向性天线的角度标校装置及方法，降低了降低系统复杂度和系统成本、提高标校系统的精度、提高系统携行性和快速机动性。采用的方案是将包括了天线端设备无线电信号接收部件和望远镜、标校基准端设备无线电信号发射部件以及标校板的传统光学角度标校系中的基准端标校板去掉，在信标机天线(3)电轴通过的部位标记参考点(7)。去掉了传统方法中的基准端标校板后对于任意距离的角度标校参考目标会根据距离和夹角角度进行角度修正，既克服了基准端标校板的安装精度差、稳定性差带来的标校误差又降低了传统标校系统对无限远目标标校精度高而对近目标标校精度差的精度影响，使系统的标校精度得到提高。

Description

一种指向性天线的角度标校装置及方法

技术领域

本发明涉及一种指向性天线的角度标校方法及装置，尤其是通过光学望远镜进行无线电指向性天线的角度标校方法及装置。

背景技术

光学角度标校是目前雷达测量及通信等领域使用的指向性天线的角度标校方法之一。指向性天线的电轴指向位置由其方位轴角编码器和俯仰轴角编码器读出，受天线基座位置变化等因素的影响，轴角编码器的读数和电轴指向的真实值有一个差值，角度标校的目的是给出这一差值以便修正。《现代电子技术》2005年第17期(总第208期)第47～52页，《地面测控雷达角度标校技术》一文中描述了传统的光学角度标校装置和方法，如图1所示，传统光学角度标校系统包括天线端和标校基准端两部分设备。天线端设备包括电信号接收部件天线1和光信号测量部件光学望远镜2，标校基准端设备包括电信号发射部件信标机及信标机天线3和光标信号部件标校板4，标校板4上通常绘有交叉形状基准图案，基准点通常为十字交叉点。天线端和标校基准端两部分设备相隔一定的空间距离，随天线口径的由小到大该距离通常由几百至几千米。进行天线角度标校时首先将标校基准端设备固定，其信标机天线3和标校板4的相对位置与天线1馈源和望远镜2的相对位置相同；然后打开信标机发射电波信号，将天线1对准信标机天线3接收其发射的电波信号，并使天线1进入对信标机天线3自动跟踪工作状态，此时天线1电轴指向信标机天线3；接着调整望远镜2安装角度，使标校板4基准点出现在望远镜2视场中心，此时天线1的光轴指向标校板4基准点，由于天线端和标校基准端光电测量部件相对电轴的位置相同，此时即可以认为望远镜2的光轴与天线1电轴是平行的；最后，以光轴替代电轴对天线1的指向性进行角度标校，标校的参考目标既可以是已知角度的其它方位标，也可以是发光天体，因为在前面的步骤中已经保证了光轴与电轴的平行，所以当参考目标与望远镜距离远大于信标机天线与望远镜距离时，光轴的角度测量结果就可以作为电轴指向的参考角度，然后将该参考角度与天线轴角编码器读数比较给出差值并对轴角编码器读数进行修正。这种指向性天线角度标校方法及装置的不足之处在于三个方面：一是需要标校板，标校板的应用使系统更复杂、机动性能下降，尤其是在高角精度要求的雷达系统中，为了达到标校系统的精度就需要采用高强度的标校杆5和拉绳6加固等方式来抵抗大风等外力因素对标校板的干扰；二是如图2所示，对于近距离的角度参考目标其标校结果存在角度误差A1；三是标校板的安装水平度不易测量检查，会造成安装调试工作的困难。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的问题包括以下三个方面：一是降低系统复杂度和系统成本；二是提高标校系统的精度；三是提高系统携行性和快速机动性。

(二)技术方案

本发明采用的方案是将包括了天线端设备无线电信号接收部件和望远镜、标校基准端设备无线电信号发射部件以及标校板的传统光学角度标校系中的基准端标校板4去掉，在信标机天线3电轴通过的部位标记参考点7。去掉基准端标校板4后进行角度标校时不需要传统标校中的光轴和电轴平行调节步骤，新的标校过程包括：天线1调整水平；打开信标机，将天线1电轴对准信标机天线3接收其发射信号，使天线1进入对信标机天线3自动跟踪状态，此时天线1电轴指向信标机天线3的参考点7；调整望远镜2的安装角度，使信标机天线3的参考点7出现在望远镜2视场中心后固定望远镜2，即望远镜2的光轴也指向参考点7，测量望远镜2参考点与信标机天线3参考点7的距离L，此时远镜2的光轴与电轴以标校信标机天线3参考点7为原点在水平面和垂直面上各投影生成一个夹角，分别称之为方位光电夹角A_Dev及俯仰光电夹角E_Dev，其中方位光电夹角的大小会随着天线1俯仰角的变化而发生改变；将望远镜2光轴指向方位角为A_Ref、俯仰角为E_Ref、距离为R的参考目标，此时先计算天线1电轴的仰角E＝E_Ref+E_Dev，再计算天线1电轴的方位角A＝A_Ref+A_Dev，其中A_Dev的计算中需要用到上步计算得到的E；将天线1电轴的方位角A、俯仰角E分别与此时读出的天线方位轴角编码器读数A_Code及俯仰轴角编码器读数E_Code做差即得到天线轴角编码器角度修正值A_Cor和E_Cor。

望远镜参考点是指其上下旋转轴和左右旋转轴的交点，天线参考点是指其上下旋转轴和左右旋转轴的交点。在望远镜镜架及天线支架设计时最好使望远镜光轴、上下旋转轴、左右旋转轴相互间的垂直距离为零，使天线电轴、上下旋转轴、左右旋转轴相互间的垂直距离也为零，这样的好处是在调整望远镜角度时其参考点与天线参考点间的位置关系不变。

(三)有益效果

由于本发明中去掉了传统方法中的基准端标校板4，既降低了系统复杂度和系统成本又提高了系统携行性和快速机动性，对本发明要解决的问题一、问题三提供了良好的效果；传统角度标校系统采用光电轴平行状态进行标校，如图2所示，对于光轴指向的近距离目标O，电轴指向的是O'，两轴存在角度差A1，这种情况导致传统角度标校系统在以近距离目标为基准进行标校时精度受到不良影响，去掉了传统方法中的基准端标校板4后对于任意距离的角度标校参考目标会根据距离和夹角角度进行角度修正，既克服了基准端标校板4的安装精度差、稳定性差带来的标校误差又降低了传统标校系统对无限远目标标校精度高而对近目标标校精度差的精度影响，使系统的标校精度得到提高。

附图说明

图1是传统光学角度标校系统组成图

图2是传统光学角度标校系统对准近距离参考目标存在角度误差A1的示意图

图3是光轴偏离电轴标校方法后视结构图

图4是光轴偏离电轴标校方法侧视结构图

图5是绘制了基准图案和测距尺寸参考的信标机天线

图6是光电轴共水平面标校方法侧视结构图

图7是光电轴共垂直面标校方法侧视结构图

图8是光电轴共线标校方法侧视结构图

具体实施方式

实施例1：光轴偏离电轴标校方法

将包括了天线端设备无线电信号接收部件和望远镜、标校基准端设备无线电信号发射部件以及标校板的传统光学角度标校系中的基准端标校板4去掉；

安装望远镜2时望远镜2参考点与过天线1电轴及左右旋转轴的平面的距离为h，与过天线1电轴、上下旋转轴的平面的距离为v，与天线1参考点在天线1电轴方向的距离为b，其结构如图3、图4所示；

信标机天线3参考点7标记于信标机天线3的电轴与馈源面交点处，其结构如图5所示。

当天线1的电轴俯仰角度为零时，天线1电轴和望远镜2光轴同时对准信标机天线3参考点7后望远镜2光轴在水平和垂直面内与天线1电轴都存在夹角。

这种方法的具体标校过程包括：

天线1调整水平；打开信标机，将天线1电轴对准信标机天线3接收其发射信号，使天线1进入对信标机天线3的自动跟踪状态，此时天线1电轴指向信标机天线3的参考点7；调整望远镜2的安装角度，使信标机天线3的参考点7出现在望远镜2视场中心后固定望远镜2，即望远镜2的光轴也指向参考点7，测量望远镜2参考点与信标机天线3参考点7的距离L，此时远镜2的光轴与电轴以标校信标机天线3参考点7为原点在水平面和垂直面上各投影生成一个夹角，分别称之为方位光电夹角A_Dev及俯仰光电夹角E_Dev，其中方位光电夹角A_Dev的大小会随着天线1电轴俯仰角E的变化而发生改变，所以需要先通过俯仰光电夹角E_Dev计算出E；将望远镜2光轴指向方位角为A_Ref、俯仰角为E_Ref、距离为R的参考目标，此时先计算天线1电轴的俯仰角E＝E_Ref+E_Dev，再计算天线1电轴的方位角A＝A_Ref+A_Dev，其中A_Dev的计算中需要用到上步计算得到的E；将天线1电轴的方位角A、俯仰角E分别与此时读出的天线方位轴角编码器读数A_Code及俯仰轴角编码器读数E_Code做差即得到天线轴角编码器角度修正值A_Cor和E_Cor。

这里|E_Dev|的计算公式为：

$\arccos \left(\frac{bL+\sqrt{L^2-h^2-v^2}R}{\sqrt{{(L-R)}^2{v}^2+{(bL+\sqrt{L^2-h^2-v^2}R)}^2}}\right)---\left(1\right)$

|A_Dev|的计算公式为：

$\arccos \left(\frac{\cos \left(E\right)bL+\cos \left(E\right)R\sqrt{L^2-h^2-v^2}+\sin \left(E\right)vR-\sin \left(E\right)vL}{\sqrt{{(L-R)}^2{h}^2+{\left(\cos \right(E)bL+\cos (E)R\sqrt{L^2-h^2-v^2}+\sin (E)vR-\sin (E\left)vL\right)}^2}}\right)---\left(2\right)$

当信标机天线3距离望远镜2在2km以上时，也可以认为L趋于无穷大，此时|E_Dev|和|A_Dev|也可分别使用以下计算公式：

$\frac{1}{2}\mathrm{\π}-arcsin\left(\frac{b+R}{\sqrt{v^2+{(b+R)}^2}}\right)---\left(3\right)$

$\frac{1}{2}\mathrm{\π}-\arcsin \left(\frac{cos\left(E\right)b+cos\left(E\right)R-\sin \left(E\right)v}{\sqrt{h^2+{\left(cos\right(E)b+\cos (E)R-\sin (E\left)v\right)}^2}}\right)---\left(4\right)$

而当参考目标距离望远镜2在2km以上时也可以认为R趋于无穷大，此时|E_Dev|和|A_Dev|也可分别使用以下计算公式：

$\frac{1}{2}\mathrm{\π}-arcsin\left(\frac{\sqrt{L^2-h^2-v^2}}{\sqrt{L^2-h^2}}\right)---\left(5\right)$

$\frac{1}{2}\mathrm{\π}-\arcsin \left(\frac{\cos \left(E\right)\sqrt{L^2-h^2-v^2}+\sin \left(E\right)v}{\sqrt{h^2+{\left(\cos \right(E\left)\sqrt{L^2-h^2-v^2}\sin \right(E\left)v\right)}^2}}\right)---\left(6\right)$

上述公式(1)至(6)中，h是望远镜2参考点与过天线1电轴及左右旋转轴的平面的距离，v是望远镜2参考点与过天线1电轴、上下旋转轴的平面的距离，b是望远镜2参考点与天线1参考点在天线1电轴方向的距离，如图3、图4所示。

L是望远镜2参考点与信标机天线3的参考点7之间的距离，R是望远镜2参考点与参考目标之间的距离。

E_Dev及A_Dev正负极性的确定方法如下：

天线1所在测站的站心坐标定义为天线1参考点为原点，方位角零点为正北，向东旋转为正，俯仰角零点为水平面，向上旋转为正；天线1电轴指向正北时，以过天线1参考点且与天线1电轴垂直的平面为界，天线1电轴所指方向为前，反之为后；以过天线1参考点且与天线1电轴及上下旋转轴平行的平面为界，平面之上为上，平面之下为下；以过天线1参考点、天线1电轴及左右旋转轴的平面为界，平面之西为左，平面之东为右；距离为L的信标机天线3以及距离为R的参考目标均处于天线1参考点之前；各公式中h、v、L、R均取正值，当望远镜2的参考点处于天线1参考点以前时b取正值，反之取负值。P_R、P_v的P_h的值是0、1或-1，具体取值如下所述的不同情况取值不同。以此定义为参考时E_Dev＝P_R·P_v·|E_Dev|，当L<R时P_R为正，反之为负，L＝R时P_R为0，当望远镜2参考点在天线1参考点以上时P_v为正，反之为负，v＝0时P_v为0；A_Dev＝P_R·P_h·|A_Dev|，当L<R时P_R为正，反之为负，L＝R时P_R为0，当望远镜2参考点在天线1参考点以右时P_h为正，反之为负，h＝0时P_h为0。

公式(2)、(4)、(6)中的E＝E_Ref+E_Dev。

本文公式中所有变量使用国际标准单位，其计算结果单位为弧度。

信标机天线3与望远镜2参考点的距离L可以通过三种方式给出：在架设信标机天线3时确定为固定值，或者通过测距设备测量得出，或者在标校基准端设备标记固定尺寸参考8，然后根据尺寸参考8在望远镜2中成像尺寸计算得出。通过第三种方法测出的距离是望远镜成像面与目标之间的距离，需要减去望远镜2参考点到像面之间的距离，通常望远镜2参考点到像面之间的距离相比像面到信标机之间的距离很小，工程中也可忽略。

实施例2：光电轴共水平面标校方法

将包括了天线端设备无线电信号接收部件和望远镜、标校基准端设备无线电信号发射部件以及标校板的传统光学角度标校系中的基准端标校板4去掉；

安装望远镜2时望远镜2参考点与过天线1电轴及左右旋转轴的平面的距离为h，与过天线1电轴、上下旋转轴的平面的距离为零，与天线1参考点在天线1电轴方向的距离为b，其结构图6所示；

信标机天线3参考点7标记于信标机天线3的电轴与馈源面交点处，其结构如图5所示。

当天线1的电轴俯仰角度为零时，天线1电轴和望远镜2光轴同时对准信标机天线3参考点7后望远镜2光轴在水平面内与天线1电轴存在夹角，在垂直面内夹角为零。

这种方法的具体标校过程包括：

天线1调整水平；打开信标机，将天线1电轴对准信标机天线3接收其发射信号，使天线1进入对信标机天线3自动跟踪状态，此时天线1电轴指向信标机天线3参考点7；调整望远镜2的安装角度，使信标机天线3参考点7出现在望远镜2视场中心后固定望远镜2，即望远镜2的光轴也指向参考点7，测量望远镜2参考点与信标机天线3参考点7的距离L，此时远镜2的光轴与电轴以标校信标机天线3参考点7为原点在垂直面上投影生成一个夹角，称之为俯仰光电夹角E_Dev，E_Dev为零，在水平面上投影生成一个夹角，称之为方位光电夹角A_Dev，方位光电夹角A_Dev的大小会随着天线1电轴俯仰角E的变化而发生改变；将望远镜2光轴指向方位角为A_Ref、俯仰角为E_Ref、距离为R的参考目标，此时天线1电轴的俯仰角E＝E_Ref，天线1电轴的方位角A＝A_Ref+A_Dev，A_Dev的计算中需要用E；将天线1电轴的方位角A、俯仰角E分别与此时读出的天线方位轴角编码器读数A_Code及俯仰轴角编码器读数E_Code做差即得到天线轴角编码器角度修正值A_Cor和E_Cor。

|A_Dev|的计算公式为：

$\arccos \left(\frac{\cos \left(E\right)bL+\cos \left(E\right)R\sqrt{L^2-h^2}}{\sqrt{{(L-R)}^2{h}^2+{\left(\cos \right(E)bL+\cos (E\left)R\sqrt{L^2-h^2}\right)}^2}}\right)---\left(7\right)$

当信标机天线3距离望远镜2在2km以上时也可以认为L趋于无穷大，此时|A_Dev|也可使用以下计算公式：

$\frac{1}{2}\mathrm{\&pi;}-arcsin\left(\frac{(b+R)cos\left(E\right)}{\sqrt{h^2+{(b+R)}^{2}cos{\left(E\right)}^2}}\right)---\left(8\right)$

而当参考目标距离望远镜2在2km以上时也可以认为R趋于无穷大，此时|A_Dev|也可使用以下计算公式：

$\frac{1}{2}\mathrm{\&pi;}-arcsin\left(\frac{\sqrt{L^2-h^2}cos\left(E\right)}{\sqrt{h^2+{\left(\sqrt{L^2-h^2}cos\right(E\left)\right)}^2}}\right)---\left(9\right)$

上述公式(7)至(9)中，h是望远镜2参考点与过天线1电轴及左右旋转轴的平面的距离，b是望远镜2参考点与天线1参考点在天线1电轴方向的距离，如图3、图4所示。

L是望远镜2参考点与信标机天线3之参考点7的距离，R是望远镜2参考点与参考目标之间的距离。

A_Dev正负极性的确定方法如下：

天线1所在测站的站心坐标定义为天线1参考点为原点，方位角零点为正北，向东旋转为正，俯仰角零点为水平面，向上旋转为正；天线1电轴指向正北时，以过天线1参考点且与天线1电轴垂直的平面为界，天线1电轴所指方向为前，反之为后；以过天线1参考点且与天线1电轴及上下旋转轴平行的平面为界，平面之上为上，平面之下为下；以过天线1参考点、天线1电轴及左右旋转轴的平面为界，平面之西为左，平面之东为右；距离为L的信标机天线3以及距离为R的参考目标均处于天线1参考点之前；各公式中h、L、R均取正值，当望远镜2的参考点处于天线1参考点以前时b取正值，反之取负值。P_R、P_v的P_h的值是0、1或-1，具体取值如下所述的不同情况取值不同。以此定义为参考时A_Dev＝P_R·P_h·|A_Dev|，当L<R时P_R为正，反之为负，L＝R时P_R为0，当望远镜2参考点在天线1参考点以右时P_h为正，反之为负，h＝0时P_h为0。

公式(7)、(8)、(9)中的E＝E_Ref。

本文公式中所有变量使用国际标准单位，其计算结果单位为弧度。

信标机天线3与望远镜2参考点的距离L可以通过三种方式给出：在架设信标机天线3时确定为固定值，或者通过测距设备测量得出，或者在标校基准端设备标记固定尺寸参考8，然后根据尺寸参考8在望远镜2中成像尺寸计算得出。通过第三种方法测出的距离是望远镜成像面与目标之间的距离，需要减去望远镜2参考点到像面之间的距离，通常望远镜2参考点到像面之间的距离相比像面到信标机天线3之间的距离很小，工程中也可忽略。

由于天线1电轴和望远镜2光轴同时对准信标机天线3参考点7后望远镜2光轴在在垂直面内夹角为零，所以E_Dev为零，省掉了E的计算，使角度标校工作得到了简化。

实施例3：光电轴共垂直面标校方法

将包括了天线端设备无线电信号接收部件和望远镜、标校基准端设备无线电信号发射部件以及标校板的传统光学角度标校系中的基准端标校板4去掉；

安装望远镜2时，望远镜2参考点与过天线1电轴及左右旋转轴的平面的距离为零，与过天线1电轴、上下旋转轴的平面的距离为v，与天线1参考点在天线1电轴方向的距离为b，其结构图7所示；

信标机天线3参考点7标记于信标机天线3的电轴与馈源面交点处，其结构如图5所示。

当天线1的电轴俯仰角度为零时，天线1电轴和望远镜2光轴同时对准信标机天线3参考点7后望远镜2光轴在垂直面内与天线1电轴存在夹角，在水平面内夹角为零。

这种方法的具体标校过程包括：

天线1调整水平；打开信标机，将天线1电轴对准信标机天线3接收其发射信号，使天线1进入对信标机天线3自动跟踪状态，此时天线1电轴指向信标机天线3参考点7；调整望远镜2的安装角度，使信标机天线3参考点7出现在望远镜2视场中心后固定望远镜2，即望远镜2的光轴也指向参考点7，测量望远镜2参考点与信标机天线3参考点7的距离L，此时远镜2的光轴与电轴以标校信标机天线3参考点7为原点在垂直面上投影生成一个夹角，称之为俯仰光电夹角E_Dev，在水平面上投影生成一个夹角，称之为方位光电夹角A_Dev，方位光电夹角A_Dev的大小为零；将望远镜2光轴指向方位角为A_Ref、俯仰角为E_Ref、距离为R的参考目标，此时天线1电轴的俯仰角E＝E_Ref+E_Dev，天线1电轴的方位角A＝A_Ref；将天线1电轴的方位角A、俯仰角E分别与此时读出的天线方位轴角编码器读数A_Code及俯仰轴角编码器读数E_Code做差即得到天线轴角编码器角度修正值A_Cor和E_Cor。

|E_Dev|的计算公式为：

$arccos\left(\frac{bL+\sqrt{L^2-v^2}R}{\sqrt{{(L-R)}^2{v}^2+{(bL+\sqrt{L^2-v^2}R)}^2}}\right)---\left(10\right)$

当信标机天线3距离望远镜2在2km以上时也可以认为L趋于无穷大，此时|E_Dev|也可使用以下计算公式：

$\frac{1}{2}\mathrm{\&pi;}-\arcsin \left(\frac{b+R}{\sqrt{v^2+{(b+R)}^2}}\right)---\left(11\right)$

而当参考目标距离望远镜2在2km以上时也可以认为R趋于无穷大，此时|E_Dev|也可使用以下计算公式：

$\frac{1}{2}\mathrm{\&pi;}-\arcsin \left(\frac{\sqrt{L^2-v^2}}{L}\right)---\left(12\right)$

上述公式(10)至(12)中，v是望远镜2参考点与过天线1电轴、上下旋转轴的平面的距离，b是望远镜2参考点与天线1参考点在天线1电轴方向的距离，如图3、图4所示。

L是望远镜2参考点与信标机天线3之参考点7的距离，R是望远镜2参考点与参考目标之间的距离。

E_Dev正负极性的确定方法如下：

天线1所在测站的站心坐标定义为天线1参考点为原点，方位角零点为正北，向东旋转为正，俯仰角零点为水平面，向上旋转为正；天线1电轴指向正北时，以过天线1参考点且与天线1电轴垂直的平面为界，天线1电轴所指方向为前，反之为后；以过天线1参考点且与天线1电轴及上下旋转轴平行的平面为界，平面之上为上，平面之下为下；以过天线1参考点、天线1电轴及左右旋转轴的平面为界，平面之西为左，平面之东为右；距离为L的信标机天线3以及距离为R的参考目标均处于天线1参考点之前；各公式中v、L、R均取正值，当望远镜2的参考点处于天线1参考点以前时b取正值，反之取负值。P_R、P_v的P_h的值是0、1或-1，具体取值如下所述的不同情况取值不同。以此定义为参考时E_Dev＝P_R·P_v·|E_Dev|，当L<R时P_R为正，反之为负，L＝R时P_R为0，当望远镜2参考点在天线1参考点以上时P_v为正，反之为负，v＝0时P_v为0；

本文公式中所有变量使用国际标准单位，其计算结果单位为弧度。

信标机天线3与望远镜2参考点的距离L可以通过三种方式给出：在架设信标机天线2时确定为固定值，或者通过测距设备测量得出，或者在标校基准端设备标记固定尺寸参考8，然后根据尺寸参考8在望远镜2中成像尺寸计算得出。通过第三种方法测出的距离是望远镜成像面与目标之间的距离，需要减去望远镜2参考点到像面之间的距离，通常望远镜2参考点到像面之间的距离相比像面到信标机天线3之间的距离很小，工程中也可忽略。

由于天线1电轴和望远镜2光轴同时对准信标机天线3参考点7后望远镜2光轴在水平面内夹角为零，所以A_Dev为零，省掉了A的计算，使角度标校工作得到了简化。

实施例4：光电轴共线标校方法

将包括了天线端设备无线电信号接收部件和望远镜、标校基准端设备无线电信号发射部件以及标校板的传统光学角度标校系中的基准端标校板4去掉；

安装望远镜2时望远镜2参考点与过天线1电轴及左右旋转轴的平面的距离为零，与过天线1电轴、上下旋转轴的平面的距离也为零，与天线1参考点在天线1电轴方向的距离为b，其结构如图8所示；

信标机天线3参考点7标记于信标机天线3的电轴与馈源面交点处，其结构如图5所示。

当天线1的电轴俯仰角度为零时，天线1电轴和望远镜2光轴同时对准信标机天线3参考点7后望远镜2光轴在水平和垂直面内与天线1电轴的夹角都为零。

这种方法的具体标校过程包括：

天线1调整水平；打开信标机，将天线1电轴对准信标机天线3接收其发射信号，使天线1进入对信标机天线3的自动跟踪状态，此时天线1电轴指向信标机天线3参考点7；调整望远镜2的安装角度，使信标机天线3参考点7出现在望远镜2视场中心后固定望远镜2，即望远镜2的光轴也指向参考点7，此时远镜2的光轴与电轴以标校信标机天线3参考点7为原点在水平面和垂直面上各投影夹角都为零；将望远镜2光轴指向方位角为A_Ref、俯仰角为E_Ref的参考目标，此时天线1电轴的俯仰角E＝E_Ref，方位角A＝A_Ref；将天线1电轴的方位角A、俯仰角E分别与此时读出的天线方位轴角编码器读数A_Code及俯仰轴角编码器读数E_Code做差即得到天线轴角编码器角度修正值A_Cor和E_Cor。

在这种方法中由于望远镜2光轴与天线1电轴的位置共线，所以其夹角为零，标校过程中计算夹角角度和标校结果角度修正的步骤就可以省掉。

Claims (7)

1.一种指向性天线的角度标校装置，包括天线端设备无线电信号接收部件和望远镜、标校基准端设备无线电信号发射部件，其特征是去掉了传统角度标校系统中标校基准端设备标校板，在信标机天线电轴通过部位标记参考点。

2.如权利要求1所述的一种指向性天线的角度标校装置，望远镜安装于天线上，可随天线的转动而移动，其特征是所述望远镜的光轴能调节指向无线电信号发射部件参考点。

3.如权利要求2所述的一种指向性天线的角度标校装置，其特征是所述望远镜光轴与天线电轴的位置处于相同的垂直面内、水平面内或者共线。

4.如权利要求2所述的一种指向性天线的角度标校装置，其特征是增加距离测量设备，距离测量设备安装于天线端或标校基准端，能够完成望远镜参考点和无线电信号发射部件参考点或参考目标间距离的测量。

5.如权利要求2所述的一种指向性天线的角度标校装置，其特征是标校基准端设备有测距尺寸参考标记。

6.一种指向性天线的角度标校方法，方法采用如权利要求1至5所述的任何一种指向性天线的角度标校装置，标校工作包括：天线调整水平；打开信标机，将天线电轴对准信标机天线接收其发射信号，使天线进入对信标机天线自动跟踪状态，天线电轴指向信标机天线参考点；调整望远镜的安装角度，使信标机天线参考点出现在望远镜视场中心后固定望远镜，即望远镜的光轴也指向参考点；将望远镜光轴指向方位角为A_Ref、俯仰角为E_Ref、距离为R的参考目标，天线电轴的俯仰角E＝E_Ref+E_Dev，方位角A＝A_Ref+A_Dev；将天线电轴的方位角A、俯仰角E分别与此时读出的天线方位轴角编码器读数A_Code及俯仰轴角编码器读数E_Code做差即得到天线轴角编码器角度修正值A_Cor和E_Cor。

7.一种采用如权利要求1至5所述的任何一种指向性天线的角度标校装置天线俯仰光电夹角|E_Dev|、方位光电夹角|A_Dev|的计算方法，|E_Dev|为：

$\arccos \left(\frac{bL+\sqrt{L^2-h^2-v^2}R}{\sqrt{{(L-R)}^2{v}^2+{(bL+\sqrt{L^2-h^2-v^2}R)}^2}}\right),$

|A_Dev|为：

$\arccos \left(\frac{cos\left(E\right)bL+\cos \left(E\right)R\sqrt{L^2-h^2-v^2}+\sin \left(E\right)vR-\sin \left(E\right)vL}{\sqrt{{(L-R)}^2{h}^2+{\left(cos\right(E)bL+cos(E)R\sqrt{L^2-h^2-v^2}+sin(E)vR-sin(E\left)vL\right)}^2}}\right).$