CN116742315A - 一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，是通过测量相邻点位的自组网定向天线的方位角，使相邻点位自组网定向天线的方位角在允许匹配范围内实现自组网定向天线的对准。本发明的对准方法只需要施工人员根据实时测量的方位角快速精确的确定自组网定向天线的部署方向，不仅对准精度高，同时由于不需要往复调试，因此需要的施工人员少，施工成本低、效率高。
Description
技术领域
本发明属于远距离自组网定向天线对准技术领域，具体涉及一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法。
背景技术
在一些特殊地形下，比如隧道、桥梁、山沟等带状区域，在进行基础设施建设中、或者高压线路、铁路沿线等需要进行视频或者感知监测时，由于地理环境的限制比较偏远，运营商的网络难以部署覆盖，所以一般都通过部署微波、自组网设备等进行大带宽远距离的数据传输。在自组网设备的大宽带远距离数据传输中，一般采用定向天线，定向天线的主波瓣越窄传输距离越远、传输带宽越高，但是定向天线波瓣越窄，越难对准。
目前施工中自组网定向天线的对准是通过查看自组网设备上接收信号的强度来标识天线是否对准，即先将一个点位设备安装固定好并开机，然后走到下一个点位位置，查找信号并根据信号强度指示确定天线方位。这样带来的问题是上一个点位的自组网设备要正常运行，但是由于其信号强度标识比较粗略，如果上一个点位的自组网设备有一点异常，就要从下一个点位返回上一个点位去进行调试，这样来回调试费时费力；或者就需要更多人员在每个点位上等待同时进行调试，不仅造成施工效率低下，同时对准精度不高使得数据带宽传输效率较低。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，其通过对相邻点位的自组网定向天线的方位角进行自动测量，通过方位角的匹配实现自组网定向天线的对准，不仅对准精度高，同时还提高了施工效率。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，其特征在于：通过测量相邻点位的自组网定向天线的方位角，使相邻点位自组网定向天线的方位角在允许匹配范围内实现自组网定向天线的对准。
进一步，包括下述步骤：
步骤1，根据勘察地形规划部署设置每个自组网定向天线的点位；
步骤2，在第一个点位部署第一自组网定向天线；即将第一自组网定向天线的方位调整到朝向下一个点位，在第一自组网定向天线上设置有第一点位的北斗测向装置，第一点位的北斗测向装置的朝向方向与第一自组网定向天线的辐射方向一致；
步骤3，启动第一点位的北斗测向装置，在第一点位的北斗测向装置上连接有移动通信设备，通过所述移动通信设备获取第一自组网定向天线的方位角；
步骤4，在第二个点位部署第二自组网定向天线，在第二自组网定向天线上设置有第二点位的北斗测向装置，第二点位的北斗测向装置的朝向方向与第二自组网定向天线的辐射方向一致；
步骤5，在第二点位的北斗测向装置上连接所述的移动通信设备，通过所述移动通信设备持续获取第二自组网定向天线的方位角；
步骤6，所述移动通信设备将第二自组网定向天线的方位角与第一自组网定向天线的方位角进行比对后，输出两者的方位角比对值；施工人员根据所述方位角比对值调整第二自组网定向天线的方位角；
步骤7，当所述方位角的比对值在一定的允许匹配范围内，则停止调整第二自组网定向天线，完成第二自组网定向天线和第一自组网定向天线的对准。
进一步，所述步骤7中，当所述方位角的比对值不在一定的允许匹配范围内，则继续调整第二自组网定向天线的方位，直到第二自组网定向天线的方位角与第一自组网定向天线的方位角在允许匹配范围内。
进一步，还包括，
步骤8，施工人员到达第三个点位部署第三自组网定向天线，完成第三自组网定向天线和第二自组网定向天线的对准；
步骤9，依次类推，施工人员到达第N个点位部署第N自组网定向天线，完成第N自组网定向天线和第N-1自组网定向天线的对准，当所有点位的自组网定向天线依次对准后，完成全部点位的自组网定向天线的部署安装。
进一步，所述北斗测向装置包括北斗双天线，每个点位的所述北斗双天线的一对天线的连线方向为该点位的北斗测向装置的朝向方向，每个点位北斗测向装置的朝向方向与每个点位的自组网定向天线的辐射方向保持一致。
进一步，所述移动通信设备上安装有系统软件APP，通过在系统软件APP内启动测量功能并查看具体的坐标测量值和方位角测量值。
进一步，所述移动通信设备与每个点位的北斗测向装置通过WiFi无线通信连接。
进一步，所述的允许匹配范围为±1°。
进一步，所述的比对值为相邻两个点位上的自组网定向天线的方位角的差值。
进一步，所述的移动通信设备为手持式移动终端。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点和效果：
本发明提供的一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，通过在每个点位的自组网定向天线上设置北斗测向装置，北斗测向装置的方向与自组网定向天线的辐射方向保持一致，然后通过利用北斗测向装置进行方位角的自动测量并实时提供给施工人员，施工人员根据实时测量的方位角快速精确的确定自组网定向天线的部署方向完成自组网定向天线对准，本发明的对准方法不仅对准精度高，同时由于不需要往复调试，因此需要的施工人员少，施工成本低、施工效率高。
附图说明
图1是本发明的自组网定向天线对准方法的流程图。
实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
本发明提供的一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，是通过测量相邻点位的自组网定向天线的方位角，使相邻点位自组网定向天线的方位角在允许匹配范围内实现天线对准。在对准时，调整其中一个自组网定向天线的方位，使相邻点位的自组网定向天线的方位角在±1°的允许匹配范围内实现一对自组网定向天线的对准。本发明的自组网定向天线对准方法的对准精度高，同时由于不需要往复调试，施工效率高。
如图1所示。本发明的一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，包括下述步骤：
步骤1，首先勘察地形，由于自组网定向天线部署安装时中间不能有大的遮挡物，所以需要现场查看地形的起伏地势，根据地势的高低选择每个自组网定向天线的点位部署位置，部署位置的线路中间不能被山或者树林等高大物体遮挡，并且根据部署位置对每个点位进行确认点位名称以及点位序号；
其次，根据地形勘察结果，选择合适的部署线路，并根据地势以及传输距离，在部署线路的位置上每间隔5-10km选择合适的安装自组网定向天线的位置点部署建设一个自组网定向天线的点位。
步骤2，施工人员先在第一个点位进行部署第一自组网定向天线。部署时第一自组网定向天线的方位通过人工调整到朝向下一个点位的方向，此时第一自组网定向天线的法线与第一自组网的点位和第二自组网的点位的连线的夹角形成第一方位角，并以第一方位角作为下一个点位部署的基准方位。
在第一个点位的第一自组网定向天线上安装固定有第一点位的北斗测向装置，通过所述的第一点位的北斗测向装置可以测量第一方位角，第一点位的北斗测向装置固定时的朝向方向与第一自组网定向天线的辐射方向保持一致。
本发明所述的北斗测向装置包括北斗双天线，每个点位的所述北斗双天线的一对天线的连线方向为该点位的北斗测向装置的朝向方向，每个点位北斗测向装置的朝向方向与每个点位的自组网定向天线的辐射方向保持一致。
所述北斗双天线由第一有源天线和第二有源天线组成，第一有源天线和第二有源天线主要用来测量天线的方位角以及位置坐标。第一有源天线和第二有源天线的连线方向为该北斗测向装置的朝向方向。
步骤3，将第一自组网定向天线的北斗测向装置开机启动，通过移动通信设备无线连接第一自组网定向天线的第一点位的北斗测向装置，在移动通信设备内输入第一点位名称以及序号，启动测量功能，第一自组网定向天线的第一点位的北斗测向装置开始自动测量第一点位自组网定向天线的第一点位位置坐标以及第一方位角。
通过测量坐标可以记录该点位的自组网定向天线位置，并同时对该点位的方位角进行自动测量并记录序号。同时通过测量坐标还可以获取两个部署点位之间的直线距离。
当卫星信号质量良好，第一方位角测量值以及第一点位位置坐标测量值稳定时，测量值数据通过WiFi无线传输到移动通信设备，移动通信设备确认第一个点位，此时将第一方位角存储记录，第一方位角精准测量结束即完成第一个点位的第一自组网定向天线的安装部署。
作为一种优选：当参与卫星数量在16颗以上，并且测量值输出不在跳变时，可判断卫星信号质量良好。
作为一种优选：所述的移动通信设备为手持式移动终端，手持式移动终端优选平板电脑或手机。所述移动通信设备上安装有系统软件APP，通过在系统软件APP内可启动测量功能并查看具体的坐标测量值和方位角测量值。所述的移动通信设备与每个点位的所述北斗测向装置可通过WiFi无线通信连接。
步骤4，施工人员到达第二个点位部署第二自组网定向天线。先在任意方位安装好第二自组网定向天线，然后再在第二自组网定向天线上安装第二点位的北斗测向装置，安装时第二自组网定向天线的第二点位的北斗测向装置的朝向方向与第二自组网定向天线辐射的方向一致，第二点位的北斗测向装置开启后可实时测量第二自组网定向天线的方位角。
步骤5，将移动通信设备与第二自组网定向天线的第二点位的北斗测向装置无线连接，在移动通信设备内输入第二点位名称以及序号，再次启动移动通信设备的测量功能；
启动第二自组网定向天线的第二点位的北斗测向装置测量第二方位角和第二点位位置坐标，第二自组网定向天线的第二点位的北斗测向装置在循环测量时，当卫星质量良好，第二方位角以及第二点位位置坐标的测量值稳定时，第二自组网定向天线的第二点位的北斗测向装置测量获取第二方位角测量值和第二点位位置坐标测量值，测量值数据通过WiFi无线传输到移动通信设备，移动通信设备确认第二个点位。
步骤6，第二自组网定向天线的第二点位的北斗测向装置持续测量第二方位角并实时将第二方位角测量值传输到移动通信设备，移动通信设备将第二方位角与第一方位角进行比较，在移动通信设备上持续显示输出第一方位角与第二方位角的比对值以及第二点位的北斗测向装置的调整方向，施工人员则按照指示的调整方向和方位角比对值手动连续调整第二自组网定向天线的方位角。
所述的比对值为相邻两个点位上的自组网定向天线的方位角的差值。
步骤7，当移动通信设备显示的第二方位角与第一方位角的比对值在允许匹配范围内，停止调整第二自组网定向天线，完成第一自组网定向天线和第二自组网定向天线的对准；若比对值不在允许匹配范围内，则继续手动调整直到比对值在允许匹配范围内。所述比对值的允许匹配范围为±1°内。
步骤8，施工人员到达第三个点位部署第三自组网定向天线，参照上述步骤4到步骤7的步骤方法，完成第三自组网定向天线和第二自组网定向天线的对准。
步骤9，依次类推，施工人员到达第N个点位部署第N自组网定向天线，继续参照上述步骤4到步骤7的步骤方法，完成第N自组网定向天线和第N-1自组网定向天线的对准，当所有点位的自组网定向天线依次完成对准后，实现全部点位的自组网定向天线的部署安装，N为自然数。
Claims (10)
1.一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，其特征在于：通过测量相邻点位的自组网定向天线的方位角，使相邻点位自组网定向天线的方位角在允许匹配范围内实现自组网定向天线的对准。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，其特征在于：包括下述步骤：
步骤1，根据勘察地形规划部署设置每个自组网定向天线的点位；
步骤2，在第一个点位部署第一自组网定向天线；即将第一自组网定向天线的方位调整到朝向下一个点位，在第一自组网定向天线上设置有第一点位的北斗测向装置，第一点位的北斗测向装置的朝向方向与第一自组网定向天线的辐射方向一致；
步骤3，启动第一点位的北斗测向装置，在第一点位的北斗测向装置上连接有移动通信设备，通过所述移动通信设备获取第一自组网定向天线的方位角；
步骤4，在第二个点位部署第二自组网定向天线，在第二自组网定向天线上设置有第二点位的北斗测向装置，第二点位的北斗测向装置的朝向方向与第二自组网定向天线的辐射方向一致；
步骤5，在第二点位的北斗测向装置上连接所述的移动通信设备，通过所述移动通信设备持续获取第二自组网定向天线的方位角；
步骤6，所述移动通信设备将第二自组网定向天线的方位角与第一自组网定向天线的方位角进行比对后，输出两者的方位角比对值；施工人员根据所述方位角比对值调整第二自组网定向天线的方位角；
步骤7，当所述方位角的比对值在一定的允许匹配范围内，则停止调整第二自组网定向天线，完成第二自组网定向天线和第一自组网定向天线的对准。
3.根据权利要求2所述的一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，其特征在于：所述步骤7中，当所述方位角的比对值不在一定的允许匹配范围内，则继续调整第二自组网定向天线的方位，直到第二自组网定向天线的方位角与第一自组网定向天线的方位角在允许匹配范围内。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，其特征在于：还包括，
步骤8，施工人员到达第三个点位部署第三自组网定向天线，完成第三自组网定向天线和第二自组网定向天线的对准；
步骤9，依次类推，施工人员到达第N个点位部署第N自组网定向天线，完成第N自组网定向天线和第N-1自组网定向天线的对准，当所有点位的自组网定向天线依次对准后，完成全部点位的自组网定向天线的部署安装。
5.根据权利要求4所述的一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，其特征在于：所述北斗测向装置包括北斗双天线，每个点位的所述北斗双天线的一对天线的连线方向为该点位的北斗测向装置的朝向方向，每个点位北斗测向装置的朝向方向与每个点位的自组网定向天线的辐射方向保持一致。
6.根据权利要求5所述的一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，其特征在于：所述移动通信设备上安装有系统软件APP，通过在系统软件APP内启动测量功能并查看具体的坐标测量值和方位角测量值。
7.根据权利要求6所述的一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，其特征在于：所述移动通信设备与每个点位的北斗测向装置通过WiFi无线通信连接。
8.根据权利要求4所述的一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，其特征在于：所述的允许匹配范围为±1°。
9.根据权利要求4所述的一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，其特征在于：所述的比对值为相邻两个点位上的自组网定向天线的方位角的差值。
10.根据权利要求7所述的一种基于北斗测向的远距离自组网定向天线对准方法，其特征在于：所述移动通信设备为手持式移动终端。
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