CN114460530A - 天线测向装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种天线测向装置及方法，天线测向装置其包括固定安装于天线上的如下部件：太阳测向模块，用于测量太阳光线的入射方向；全球定位模块，用于确定天线所处时空位置信息；电子罗盘，用于测量天线的辐射面的指向相对应的磁方位角；控制单元，用于将所述入射方向置于所述时空位置信息相对应的方向坐标系而计算出天线辐射面的指向相对应的真方位角，根据真方位角与所述磁方位角的差值确定出磁偏角；存储单元，用于存储所述磁偏角、所述时空位置信息及所述方向坐标系的相对角度数据。本发明的天线测向装置可以获取的真方位角与磁方位角，以确定当前位置的磁偏角，以便在光线较弱的环境下可通过磁方位角和磁偏角可以直接输出真方位角。

Description

天线测向装置及方法

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，具体涉及一种天线测向装置与天线测向方法。

背景技术

目前，中国约有700万个移动通信基站，移动通信基站天线约有4000万个。受环境的影响，许多天线的辐射方向已经发生了变化，偏离了设计需求，但由于缺乏有效的检测手段，致使许多区域的信号覆盖恶化而不得知，随即引发客户投诉。

天线测向系统的关键技术在于如何及时的、准确的获得天线的真方位角，在该领域的技术有基于双GPS的天线测向技术、基于和差波束的天线测向技术、基于电子罗盘的天线测向技术以及基于太阳光的天线测向技术等。

其中，基于双GPS的天线测向系统的不足在于成本高、体积大，不适于设置于空间有限的基站天线中；基于和差波束的天线测向系统的不足在于体积大、测量时间长，稳定性较差；基于电子罗盘的天线测向系统的不足在于电子罗盘输出的是磁方位角，磁方位角与真方位角之间存在夹角Δ，并且夹角Δ随地理位置的变化而变化，现有的测向系统不能获取具体位置的夹角Δ，而是使用通用的夹角Δ，且通过查表的方式来修正夹角Δ，但修正误差较大，导致测量误差较大；基于太阳光的天线测向技术受天气影响较大，只有在天气良好、阳光充足的情况下才能正常工作，而不能实时进行测量。

发明内容

本发明的首要目的在于解决上述问题至少之一而提供一种天线测向装置及方法。

为满足本发明的各个目的，本发明采用如下技术方案：

适应本发明的目的之一而提供一种天线测向装置，其包括固定安装于天线上的如下部件：

太阳测向模块，用于测量太阳光线的入射方向；

全球定位模块，用于确定天线所处时空位置信息；

电子罗盘，用于测量天线的辐射面的指向相对应的磁方位角；

控制单元，用于将所述入射方向置于所述时空位置信息相对应的方向坐标系而计算出天线辐射面的指向相对应的真方位角，根据真方位角与所述磁方位角的差值确定出磁偏角；

存储单元，用于存储所述磁偏角、所述时空位置信息及所述方向坐标系的相对角度数据。

进一步的，还包括光强检测单元，用于检测太阳光线强度，获取光强数据；所述控制单元在光强数据低于预设阈值时，根据实时获取的所述电子罗盘输出的磁方位角与所述存储单元中预存储的磁偏角之和确定所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角；控制单元在光强数据高于阈值时，采用基于所述太阳测向模块所检测的太阳光线入射方向与所述方向坐标系的相对角度数据而确定的真方位角作为所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角。

进一步的，所述时空位置信息包括日历信息、时间信息、太阳光照射方向数据以及经纬度信息。

进一步的，所述太阳测向模块包括盘面与两个或多个光线检测单元，每个光线检测单元包括多个光强感应元件，每个光线检测单元的多个光强感应元件呈圆环状等间距布设于所述盘面上，所述两个或多个光线检测单元呈同心圆设置，且彼此的光强感应元件在相同半径方向一一对应设置，所述控制单元根据光线检测单元之一中感应出最大光强的光强感应元件与另一光线检测单元中感应出最小光强的光强感应元件的连线识别出太阳光的入射方向。

进一步的，所述太阳测向模块还包括盖设于所述光线检测单元上的光栅板，所述光栅板设有导光孔，所述导光孔用于导通入射所述光线检测单元的太阳光线。

进一步的，所述两个光线检测单元中的各一个光强感应元件之间的虚设连线与所述天线辐射面的指向方向相对应，所述控制单元基于所述虚设连线的连线方向与所述方向坐标系的相对角度数据，以获取所述天线辐射面的指向方向数据。

具体的，所述电子罗盘包括三轴磁力传感器与三轴重力加速度传感器。

适应本发明的目的之一而提供一种天线测向方法，包括如下步骤：

获取固设在天线上的太阳测向模块所检测的太阳光线入射方向；

获取固设在天线上的全球定位模块所获取的时空位置信息，根据该时空位置信息查询预设映射关系数据，获得其相对应的方向坐标系的相对角度数据；

根据所述入射方向与所述方向坐标系的相对角度数据，确定所述太阳测向模块中表征所述天线的辐射面的指向方向相对应的真方位角；

获取固设在天线上的电子罗盘输出的表征所述天线的辐射面的指向相对应的磁方位角；

将根据所述真方位角与所述磁方位角的差值确定出磁偏角，并将所述磁偏角存储于存储单元中。

进一步的，还包括后置步骤：

通过光强检测单元检测光强数据，当光强数据低于预设阈值时，根据实时获取的所述电子罗盘输出的磁方位角与所述存储单元中预存储的磁偏角之和确定所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角；当光强数据高于预设阈值时，采用基于所述太阳测向模块所检测的太阳光线入射方向与所述方向坐标系的相对角度数据而确定的真方位角作为所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角。

进一步的，包括后置步骤：

通过全球定位模块检测经纬度信息，当所述经纬度信息与预存的经纬度信息相对应时，根据实时获取的所述电子罗盘输出的磁方位角与所述存储单元中预存的磁偏角之和确定所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角；当所述经纬度信息与预存的经纬度信息不相对应时，采用基于所述太阳测向模块所检测的太阳光线入射方向与所述方向坐标系的相对角度数据而确定的所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角与所述电子罗盘实时所输出的磁方位角重新获取磁偏角数据。

相对于现有技术，本发明的优势如下：

首先，本发明的天线测向装置主要通过太阳测向模块与电子罗盘两种方式获取天线的辐射面的真方位角，两种技术的协调配合工作，克服了单一技术在测方向上的技术缺陷，实现了全天候、准确性和及时性的技术要求。

其次，本发明的天线测向装置通过太阳测向模块获取的真方位角与电子罗盘的磁方位角来获取实际天线所安装位置的磁偏角，而不是如传统测向装置使用通用的、但具有偏差的磁偏角，从而保证了本发明的天线测向装置通过电子罗盘的方式获取的天线的辐射面的真方位角的准确性。

再次，本发明的天线测向装置的各部件的体积远小于传统的双GPS的测向装置的体积，且成本低廉，便于大规模的应用。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的天线测向装置的电路原理图。

图2为本发明的太阳测向模块安装于天线上的结构示意图。

图3为本发明的太阳测向模块的俯视示意图。

图4为基于太阳测向模块示出计算天线的辐射面的真方位角示意图。

图5为基于太阳测向模块示出计算天线辐射面真方位角建立相应的直角坐标系示意图。

图6为基于太阳测向模块示出计算天线所处位置磁偏角的示意图。

图7为基于太阳测向模块示出计算利用磁偏角与磁方位角天线的辐射面的真方位角示意图。

图8为本发明的天线测向方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是实例性的，仅用于解释本发明而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明提供了一种天线测向装置，可通过该天线测向装置的太阳测向模块获取的太阳光线的入射方向与通过全球定位模块所获取的天线测向装置所安装的天线的时空位置信息，确定天线辐射面的指向相对应的真方位角，通过电子罗盘确定所述天线辐射面的指向相对应的磁方位角，并基于真方位角与磁方位角确定天线所处位置的磁偏角，当太阳光线不充足时，可采用电子罗盘所获取的天线辐射面的指向相对应的磁方位角与磁偏角获取天线辐射面的指向相对应真方位角，以使得所述天线测向装置可在任意时刻均可准确获取天线辐射面的指向相对应的真方位角。

在本发明的典型实施例中，结合图1，所述天线测向装置10安装于天线上，所述天线测向装置10包括太阳测向模块20、全球定位模块30、电子罗盘40、控制单元50以及存储单元60。

所述太阳测向模块20用于测量太阳光线的入射方向，且所述太阳测向模块20还用于标定所述天线的辐射面的指向方向(将该天线的辐射面的指向方向简称为指向方向)。

所述全球定位模块30用于确定天线所处位置的时空位置信息，所述时空位置信息包括日历信息、时间信息、太阳光照射方向数据以及经纬度信息。所述全球定位模块30为GPS定位模块或北斗定位模块或伽利略定位模块。

所述存储单元60用于存储全球时空位置信息与方向坐标系的相对角度数据。所述存储单元60为非易失性存储介质，优选为Flash或存储芯片。

当所述控制单元50从所述全球定位模块30获取了天线所处位置的时空位置信息后，控制单元50基于获取的时空位置信息从存储单元60的全球时空位置信息与方向坐标系的相对角度数据中查表，建立天线所处位置的时空位置信息所对应的方向坐标系(称该方向坐标系为第一方向坐标系)。

控制单元50为天线建立第一方向坐标系后，将从太阳测向模块20中获取的太阳光线的入射方向与所述第一指向方向导入所述第一方向坐标系内，基于时空位置信息中的日历信息、时间信息以及经纬度信息确定所述入射方向的角度，并基于所述入射方向的角度，确定所述指向方向所对应的角度，也即是所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角(将该天线的辐射面的指向相对应的真方位角简称为天线的辐射面的真方位角)。本领域的技术人员知悉所述真方位角为地理上实际存在的角度，所述真方位角为从真子午线北端顺时针方向量至某一直线的水平角。

所述当天线安装于某一位置后，若该天线的辐射面未转动，则该天线的辐射面的真方位角不会发生改变；当天线的辐射面发生转动时，则该天线的辐射面的真方位角将会对应改变。因此，控制单元50在检测到天线的辐射面的真方位角发生改变后，则判定所述天线的辐射面发生了转动，天线的辐射方向发生了变化，控制单元50通过通信单元80上报所述真方位角的变化，以反馈天线的辐射方向的变化。工作人员在接收到天线的真方位角的变化后，判断天线的辐射方向发生了变化，以检修或校准天线的辐射面的方向，避免天线的辐射方向偏离原本位置，而导致原本的信号覆盖区域的信号恶化。

但通过太阳光的入射方向确定所述天线的辐射面的真方位角的方式受天气影响较大，当太阳光线的强度较弱或阴天或雨天或夜晚时，则所述太阳测向模块20不能发挥作用，而不能实时测量获取天线的辐射面的真方位角，以判断天线的辐射面的真方位角是否发生变化。

为解决该问题，本发明的天线测向装置10通过引入电子罗盘40，通过电子罗盘40测量天线的辐射面的指向相对应的磁方位角(将该天线的辐射面的指向相对应的磁方位角简称为天线的辐射面的磁方位角)，本领域技术人员知悉，磁方位角与真方位角之间存在一个夹角，该夹角称为磁偏角，所述磁偏角的值与被测对象所处的地理位置相关，不同地理位置的磁偏角不同，只要被测对象的地理位置不发生改变，则所述磁偏角的值也保持不变。也即是说，本发明可通过天线的辐射面的实际的真方位角与天线的辐射面的实际的磁方位角，而计算出天线所处地理位置的实际的磁偏角。

在一个实施例中，所述电子罗盘40由三轴磁力加速度计与三轴重力加速度计组成。所述三轴磁力加速度计用于测量天线的辐射面的磁方位角。所述三轴重力加速度计主要用来获得天线测向装置10的下倾角和横滚角，当天线测向装置10处于非水平状态时，用于补偿磁方位角。

由此，在本发明中可通过太阳光线测量出天线的辐射面的真方位角与通过电子罗盘40测量出天线的辐射面的实际的磁方位角后，基于真方位角与磁方位角计算出磁偏角的值，以使的在太阳测向装置受环境约束不能工作时，可通过电子罗盘40检测出天线的辐射面的磁方位角后，通过磁方位角与磁偏角相加运算直接得出天线的辐射面的真方位角的角度，以便于天线测向装置10可实时测量出天线的辐射面的真方位角的角度，而不会因为磁偏角的数据不准确或采用通用的磁偏角数据，而导致不能通过电子罗盘40获取的天线的辐射面的磁方位角与磁偏角数据获取准确的天线的辐射面的真方位角。

所述存储单元60可存储天线的磁偏角数据，当控制通过电子罗盘40检测获取到所述天线的辐射面的磁方位角后，控制单元50从存储单元60中调取存储的磁偏角数据，将磁偏角数据与获取的磁方位角数据相交，以获取所述天线的辐射面的真方位角数据，方式简单便捷，且输出结果准确无误。

在一个实施例中，为了控制天线测向单元在不同的天气条件下，采用太阳测向模块20或电子罗盘40作为主要的检测模块，所述天线测向装置10还包括光强检测单元70，所述光强检测单元70用于检测天线所处环境的光线强度的变化，获取光强数据，并将光强数据封装于光强信号中，将光强信号输出至控制单元50。

控制单元50接收到所述光强信号后，从所述光强信号中解析出光强数据。控制单元50在光强数据高于预设阈值时，则控制单元50采用太阳测向模块20所检测的太阳光线入射方向与所述方向坐标系的相对角度数据而确定所述天线的辐射面的真方位角；控制单元50在光强数据低于预设阈值时，则控制单元50根据实时获取的所述电子罗盘40输出的磁方位角与所述存储单元60中预存储的磁偏角之和确定所述天线的辐射面的真方位角。

由此，在太阳光的条件较好时，光强检测单元70可检测到相应的光强数据后，控制单元50通过太阳测向模块20采集太阳光线的入射方向计算天线的辐射面的真方位角；在阴天、雨天、雪天以及夜晚等光线不足的环境中，光强检测单元70检测到相应的光强数据后，控制单元50通过电子罗盘40获取天线的辐射面的磁方位角与预存的磁偏角计算天线的辐射面的真方位角，由此使得所述天线测向装置10可在任何时候均可实时获取准确的天线的辐射面的真方位角数据。

在本发明的天线测向装置10中，还提供了所述太阳测向模块20的具体结构，所述太阳测向模块20包括盘面21、两个光线检测单元22以及光栅板(未示出)，所述光线检测单元22设置于所述盘面21上，所述光栅板盖设于所述盘面21上以构成容置腔，以将所述光线检测单元22封装于所述容置腔内，所述光栅板上设有一个导光孔，外界的太阳光线经所述导光孔入射所述容置腔。在一个实施例中，所述太阳测向模块20安装于天线100的天线罩的端盖110上。

所述光线检测单元22包括多个光强感应元件221，所述光强感应元件221与所述控制单元50电性连接，当太阳光线照射到所述光强感应元件221上时，光强感应元件221获取太阳光线的光强信息，并将光强信息封装在感光信号中，控制单元50从接收到的感光信号中解析获取光强信息，以确定照射至对应光强感应元件221的太阳光线的强度信息。所述光线检测单元呈圆环状，光线检测单元的多个光强感应元件221沿所述光线检测单元的圆周等间距设置于所述盘面21上。优选的，所述光强感应元件221为光敏电阻。

所述两个光线检测单元22呈同心圆设置，且该两个光线检测单元22的半径不相同，称半径较大的光线检测单元22为第一光线检测单元23，半径较小的光线检测单元22为第二光线检测单元24。所述第一光线检测单元23与所述第二光线检测单元24具有相同数量的光强感应单元。且所述，第一光线检测单元23与第二光线检测单元24的相同半径方向上均对应设有一个光强感应元件221。在一个实施例中，所述第一光线检测单元23的半径为所述第二光线检测单元24的半径的两倍。

在一个实施例中，所述光强检测单元70还用控制所述光强感应元件221的灵敏度，所述光强检测单元70用于检测天线所处环境的光线强度的变化，获取光强数据，并将光强数据封装于光强信号中，将光强信号输出至控制单元50。控制单元50解析出所述光强信号中的光强数据，控制单元50根据光强数据调整光强感应元件221的灵敏度，若光强数据较大，则控制单元50将光强感应元件221的灵敏度调低；若光强数据较小，则控制单元50将光强感应元件221的灵敏度调高。优选的，所述光强检测单元70包括光强传感器。

所述第一光线检测单元23中的其中一个光强感应元件为第一光强感应元件222，所述第二光线检测单元24中的其中一个光强感应元件为第二光强感应元件223。所述太阳测向模块20设置于所述天线上，设所述第二光强感应元件223与第一光强感应元件222之间的虚设连线(第一虚设连线)的方向与所述天线的辐射面的指向方向相对应，且所述第一虚设连线从第二光强感应元件223指向第一光强感应元件222。也即是说，通过第一虚设连线确定了所述天线的辐射面的指向方向。

控制单元50可通过获取第一光强感应元件222与第二光强感应元件223的位置信息，而确定第一虚设连线的指向方向，以确定所述天线的辐射面的指向方向。但，因尚不知晓，天线的时空位置信息与太阳光线的指向方向，而使得控制单元50无法确定天线的辐射面的真方位角的数据。

当太阳光线经光栅板的导光孔射入后，所述第一光线检测单元23与第二光线检测单元24的多个光强感应元件221均可被照射，但因太阳光线不是均匀覆盖所述多个光强感应元件221，而是以一定的入射方向射入，使得第一光线检测单元23与第二光线检测单元24的多个光强感应元件221所接收到光线的光强不一致。

所述第一光线检测单元23与第二光线检测单元24的所有光强感应元件221获取了太阳光线的光强数据后，各自将光强数据封装于感光信号中，并输出于控制单元50。控制单元50在接收到了各个光强感应元件221发送的感光信号后，解析出相应的光强数据。控制单元50从解析出的所有光强数据中选出最大的光强数据与最小的光强数据，控制单元50将最大光强数据所对应的光强感应元件(称该光强感应元件为第三光强感应元件224)与最小光强数据所对应的光强感应元件(称该光强感应元件为第四光强感应元件225)之间的虚设连线(设该虚设连线为第二虚设连线)确定为太阳光线的入射方向，所述第二虚设连线由第三光强感应元件224指向第四光强感应元件225。

一般的，第三光强感应元件224与第四光强感应元件225不在同一个光线检测单元22中，以保证第二虚设连线与太阳光线的入射方向准确的相对应。若所述第三光强感应元件224在第一光线检测单元23，则第四光强感应元件225在第二光线检测单元24；若所述第三光强元件在第二光线检测单元24，则第四光强感应元件225在第一光线检测单元23。

当第三光强感应元件224与第四光强感应元件225在同一光线检测单元22上时，控制单元50判断第三光强感应元件224与第四光强感应元件225之间的第二虚设连线为不存在，控制单元50重新驱动太阳测向模块20重新检测太阳光的入射方向。或者，控制单元50确定了第三光强感应元件224所在的光线检测单元22后，在另一个光线检测单元22中，确定第四光强感应元件225，以确定第二虚设连线，也即是确定所述太阳光线的入射方向。

控制单元50基于从太阳测向模块20获得第一虚设连线与第二虚设连线后，确定所述天线的辐射面的真方位角的步骤可参考如下示例：

如图3所示，每个光线检测单元22上均布有16个光强感应元件221，并将第一光线检测单元23的16个光强感应元件221编号为A1、A2、A3…A16；将第二光线检测单元24的16个光强感应元件221编号为B1、B2、B3…B16；并且第二光线检测单元24的半径为r，第二光线检测单元24半径为2r，即L_OA1＝r，则L_OB1＝2r；在太阳测向模块20安装于天线上，将天线辐射面朝向投影到太阳测向模块上的方向为

也即是说，所述第一虚设连线为

控制单元50通过全球定位模块30获取时空位置信息，控制单元50根据所述时空位置信息通过查表的方式查询从存储单元60中获取所述时空位置信息与所述方向坐标系的相对角度数据。

当太阳光线经太阳测向模块20的光栅板的导光孔入射后，在所述两个光线检测单元22中，光强最强点为A5点，光强最弱点为B7点，则第二虚设连线也即是所述太阳光线的入射方向为

为便于逻辑过程说明，这里假设

根据天线测向装置10中太阳测向模块20与天线辐射面方向安装位置关系，可以计算出天线辐射面的真方位角(所述真方位角为β)；如图4所示，构造平行四边形□OQB₇A₅，连接OB₇，过A₅点作OB₇的垂线，垂足为点R，OP反向延长和内圆相交于A₉点；已知条件为∠B₇OA₅＝45°，L_oA5＝r，L_oB7＝2r，计算＜QOA₉。计算过程如下：

∵

∴∠QOA₉＝90°-∠ROA₅-∠ROQ＝90°-45°-tan^-10.547

∴∠QOA₉＝45°-28.7°＝16.3°

如图5所示，由于

建立直角坐标系NOE，WE为横轴，SN为纵轴，两轴相交于原点0；

∵∠QOS＝γ＝16.3°，∠QOW＝δ＝41.3°

∴ε＝∠WOS＝41.3°-16.3°＝25.0°

∴

通过以上几何计算可知，第一虚设连线

指向为115.0°(即东偏南25°)，也即是说，所述天线的辐射面的真方位角为115.0°。

在实际应用中，由于在太阳测向模块20中，每个光强感应元件221检测坐标点的位置(A₁、A₂、...、A₁₆，B₁、B₂、...、B₁₆)都是固定的，所以任意两个坐标点的虚设连线指向也就固定，第一虚设连线

均相对角度也就固定。这种固定的夹角关系，被存储到存储单元60中，换句话说，只要知道太阳光线的照射方向，根据这种相对的夹角关系，可以通过查表的方式推算出天线的辐射面指向

的绝对方位指向β。

控制单元50在太阳测向模块20、全球定位模块30以及存储单元60获取了天线的辐射面的真方位角后，可通过电子罗盘40获取天线的磁方位角，通过磁方位角与真方位角获取磁偏角，具体的计算过程接上文，如下示例：

利用电子罗盘40可以直接读出天线辐射面的磁方位角为α。

如图6所示，假设在某次电子罗盘40的测量中，读得磁方位角为122.3°，根据固定的安装关系，天线辐射面磁方位指向为122.3°(即东偏南32.3°)，也即是说，天线的磁方位角α为122.3°。在图6中，可以表述为α＝∠NOT＝122.3°。

计算磁偏角Δ＝β-α；

Δ＝β-α＝∠NOP-∠NOT＝115°-122.3°＝-7.3°；

注：在公式中，负角度表示方向性。本例中，顺时针为正，逆时针为负。-7.3°表示的物理意义：天线辐射面的磁方位角在逆时针旋转7.3°后就是天线辐射面的真方位角。实践中，磁偏角的值只跟被测对象所处的地理位置相关，只要被测对象地理位置不发生改变，磁偏角值也保持不变。

存储磁偏角：将当地经纬度信息及磁偏角数据成对存储到存储单元60中。

由此，控制单元50通过真方位角与磁方位角获得了磁方位角，控制单元50在获取了所述磁偏角数据后，将所述磁偏角数据存储于存储单元60中，以便于通过磁方位角计算真方位角时调用所述磁偏角数据。

延续上面的论述，结合图7，假设有另外一副已经完成了磁偏角校准过程的天线，天线测向装置10输出真方位角的详解过程为：

读取电子罗盘40的磁方位角α；

首先从电子罗盘40读取天线辐射面磁方位角为

读出天线测向装置10中存储的磁偏角为Δ；

通过全球定位模块30获取当地经纬度信息，并将此经纬度信息和存储单元60中保存的经纬度信息比较。当二者一致时，说明被测天线测向装置10并未被移动，接着读出磁偏角Δ，假设本例中Δ＝-7.3°；当二者信息不一致时，说明测向天线测向装置10已经被移动，需要重启校准磁偏角过程。

输出天线辐射面的真方位角为：β＝α+Δ；

计算：β＝α+Δ＝242.8°+(-7.3°)＝235.5°。

由此，通过上述方式，控制单元50通过全球定位模块30实时获取的经纬度信息与预存的经纬度信息相对比，所述天线测向装置10的经纬度信息未发生改变时，也即是说，天线测向装置10未移动，可直接从电子罗盘40获取天线的磁方位角后，用磁方位角与预存的磁偏角相加，即得到了所述天线的辐射面的真方位角。

当控制单元50通过全球定位模块30实时获取的经纬度信息与预存的经纬度信息相对比，若天线测向装置10的经纬度信息发生改变时，也即是说，天线测向装置10移动了一定距离后，控制单元50通过太阳测向模块20重新获取天线的辐射面的真方位角与通过电子罗盘40重新获取天线的磁方位角，控制单元50通过天线的辐射面的真方位角与磁方位角重新计算磁偏角，并将磁偏角存储于存储单元60中。

本发明还提供了一种天线测向方法，该天线测向方法应用上文所述天线测向装置进行工作，以检测获取天线测向装置安装的天线的辐射面的真方位角与磁偏角，所述天线测向方法由天线测向装置的控制单元负责执行，具体言之，结合图8，所述天线测向方法包括如下步骤：

步骤S11，获取固设在天线上的太阳测向模块所检测的太阳光线入射方向；

步骤S12，获取固设在天线上的全球定位模块所获取的时空位置信息，根据该时空位置信息查询预设映射关系数据，获得其相对应的方向坐标系的相对角度数据；

步骤S13，根据所述入射方向与所述方向坐标系的相对角度数据，确定所述太阳测向模块中表征所述天线的辐射面的指向方向相对应的真方位角；

步骤S14，获取固设在天线上的电子罗盘输出的表征所述天线的辐射面的指向相对应的磁方位角；

步骤S15，将根据所述真方位角与所述磁方位角的差值确定出磁偏角，并将所述磁偏角存储于存储单元中。

在一个实施例中，所述天线测向方法还包括后置步骤S16，通过光强检测单元检测光强数据，当光强数据低于预设阈值时，根据实时获取的所述电子罗盘输出的磁方位角与所述存储单元中预存储的磁偏角之和确定所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角；当光强数据高于预设阈值时，采用基于所述太阳测向模块所检测的太阳光线入射方向与所述方向坐标系的相对角度数据而确定的真方位角作为所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角。

在一个实施例中，所述天线测向方法还包括后置步骤S17，通过全球定位模块检测经纬度信息，当所述经纬度信息与预存的经纬度信息相对应时，根据实时获取的所述电子罗盘输出的磁方位角与所述存储单元中预存的磁偏角之和确定所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角；当所述经纬度信息与预存的经纬度信息不相对应时，采用基于所述太阳测向模块所检测的太阳光线入射方向与所述方向坐标系的相对角度数据而确定的所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角与所述电子罗盘实时所输出的磁方位角重新获取磁偏角数据。在一个实施例中，所述天线测向方法还包括后置步骤S18，当控制单元检测到前后两次所获取的天线的辐射面的真方位角不同时，也即是说，天线的辐射面发生转动时，天线的信号覆盖方向发生了改变，控制单元通过通信单元将该信息上传至外部设备。当工作人员从所述外部设备获知天线辐射面的真方位角发生变化后，便于及时检修，而不会致使该区域的天线的信号覆盖长时间恶化。

综上所述，本发明的天线测向装置通过太阳测向模块实时获取天线的辐射面的真方位角与通过电子罗盘实时获取天线的磁方位角，通过所获取的真方位角与磁方位角获取天线测向装置所在地理位置的磁偏角，以便于天线测向装置可在任意时刻通过电子罗盘获取的磁方位角与磁偏角精确得出天线的辐射面的真方位角。

以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中发明的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (10)

1.一种天线测向装置，其特征在于，其包括固定安装于天线上的如下部件：

太阳测向模块，用于测量太阳光线的入射方向；

全球定位模块，用于确定天线所处时空位置信息；

电子罗盘，用于测量天线的辐射面的指向相对应的磁方位角；

控制单元，用于将所述入射方向置于所述时空位置信息相对应的方向坐标系而计算出天线辐射面的指向相对应的真方位角，根据真方位角与所述磁方位角的差值确定出磁偏角；

存储单元，用于存储所述磁偏角、所述时空位置信息及所述方向坐标系的相对角度数据。

2.如权利要求1所述的天线测向装置，其特征在于，还包括光强检测单元，用于检测太阳光线强度，获取光强数据；所述控制单元在光强数据低于预设阈值时，根据实时获取的所述电子罗盘输出的磁方位角与所述存储单元中预存储的磁偏角之和确定所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角；控制单元在光强数据高于阈值时，采用基于所述太阳测向模块所检测的太阳光线入射方向与所述方向坐标系的相对角度数据而确定的真方位角作为所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角。

3.如权利要求1所述的天线测向装置，其特征在于，所述时空位置信息包括日历信息、时间信息、太阳光照射方向数据以及经纬度信息。

4.如权利要求1所述的天线测向装置，其特征在于，所述太阳测向模块包括盘面与两个或多个光线检测单元，每个光线检测单元包括多个光强感应元件，每个光线检测单元的多个光强感应元件呈圆环状等间距布设于所述盘面上，所述两个或多个光线检测单元呈同心圆设置，且彼此的光强感应元件在相同半径方向一一对应设置，所述控制单元根据光线检测单元之一中感应出最大光强的光强感应元件与另一光线检测单元中感应出最小光强的光强感应元件的连线识别出太阳光的入射方向。

5.如权利要求4所述的天线测向装置，其特征在于，所述太阳测向模块还包括盖设于所述光线检测单元上的光栅板，所述光栅板设有导光孔，所述导光孔用于导通入射所述光线检测单元的太阳光线。

6.如权利要求4所述的天线测向装置，其特征在于，所述两个光线检测单元中的各一个光强感应元件之间的虚设连线与所述天线辐射面的指向方向相对应，所述控制单元基于所述虚设连线的连线方向与所述方向坐标系的相对角度数据，以获取所述天线辐射面的指向方向数据。

7.如权利要求1所述的天线测向装置，其特征在于，所述电子罗盘包括三轴磁力传感器与三轴重力加速度传感器。

8.一种天线测向方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取固设在天线上的太阳测向模块所检测的太阳光线入射方向；

获取固设在天线上的全球定位模块所获取的时空位置信息，根据该时空位置信息查询预设映射关系数据，获得其相对应的方向坐标系的相对角度数据；

根据所述入射方向与所述方向坐标系的相对角度数据，确定所述太阳测向模块中表征所述天线的辐射面的指向方向相对应的真方位角；

获取固设在天线上的电子罗盘输出的表征所述天线的辐射面的指向相对应的磁方位角；

将根据所述真方位角与所述磁方位角的差值确定出磁偏角，并将所述磁偏角存储于存储单元中。

9.如权利要求8所述的天线测向方法，其特征在于，还包括后置步骤：

通过光强检测单元检测光强数据，当光强数据低于预设阈值时，根据实时获取的所述电子罗盘输出的磁方位角与所述存储单元中预存储的磁偏角之和确定所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角；当光强数据高于预设阈值时，采用基于所述太阳测向模块所检测的太阳光线入射方向与所述方向坐标系的相对角度数据而确定的真方位角作为所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角。

10.如权利要求8所述的天线测向方法，其特征在于，包括后置步骤：

通过全球定位模块检测经纬度信息，当所述经纬度信息与预存的经纬度信息相对应时，根据实时获取的所述电子罗盘输出的磁方位角与所述存储单元中预存的磁偏角之和确定所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角；当所述经纬度信息与预存的经纬度信息不相对应时，采用基于所述太阳测向模块所检测的太阳光线入射方向与所述方向坐标系的相对角度数据而确定的所述天线的辐射面的指向相对应的真方位角与所述电子罗盘实时所输出的磁方位角重新获取磁偏角数据。

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