CN202815224U

CN202815224U - 一种差分gps定向方位引入装置

Info

Publication number: CN202815224U
Application number: CN201220442284.6U
Authority: CN
Inventors: 周玉堂; 李永刚; 商秋芳; 张忠武
Original assignee: China Academy of Launch Vehicle Technology CALT; Beijing Aerospace Institute for Metrology and Measurement Technology
Current assignee: China Academy of Launch Vehicle Technology CALT; Beijing Aerospace Institute for Metrology and Measurement Technology
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2022-08-31

Abstract

本实用新型提出一种差分GPS定向方位引入装置。其中，固定站包括三脚架，在三脚架上装固定站GPS天线，固定站GPS天线连接固定站GPS接收机，固定站GPS接收机连接发射电台；主运动站包括经纬仪，在经纬仪上装手柄，手柄上装连接杆一，连接杆一上装主运动站GPS天线，主运动站GPS天线连接主运动站GPS接收机，主运动站GPS接收机连接接收电台和计算机；运动参考站包括底座，在底座上装连接杆二，连接杆二上装壳体，在壳体下部装金属三棱镜，在壳体上部装参标连接杆，在参标连接杆上装运动参考站GPS天线，在参标连接杆的中心孔上设置十字分划板。本实用新型装置能适应远距离定向，降低了操作者的操作要求，能在无雷雨天气时工作。

Description

一种差分GPS定向方位引入装置

技术领域

本实用新型涉及计量校准器具与仪器设计，具体涉及一种差分GPS定向方位引入装置。

背景技术

“差分GPS定向”是指用GPS接收机分别测出相隔一定距离地面两点的经度、纬度和高程，进行差分，算出两点连线的大地方位角。“差分”能消减定位中的公共误差，如：卫星轨道误差，卫星钟差，电离层效应，对流层效应等，提高定向准确度。

差分GPS定向准确度高，适用范围广，能适应远距离，高低温，强阳光，冰雪等野外环境条件（但需防雷击），机动性强，携带使用方便，不需事先设置测量标等固定设施，而且具有良好的动态性能，能用于运动状态的定向。当野外远距离采用传统的经纬仪“对瞄”或“对准”方位引入时，光线较弱，接收信号困难，即使能接收到信号，由于大气抖动对光线的影响，以及阳光直射对经纬仪水平的影响，测量结果影响较大。远距离传统的经纬仪“对瞄”或“对准”方位引入对气象条件的要求比较苛刻。因此远距离方位引入问题还待解决。

发明内容

本实用新型提出一种差分GPS定向方位角引入装置，可实现远距离方位角的引入，为测量设备提供方位基准。

实现本实用新型目的的技术方案：一种差分GPS定向方位引入装置，其包括固定站、主运动站和运动参考站；

所述的固定站包括三脚架，在三脚架上装固定站GPS天线，固定站GPS天线连接固定站GPS接收机，固定站GPS接收机连接发射电台；

所述的主运动站包括经纬仪，在经纬仪上装手柄，手柄上装连接杆一，连接杆一上装主运动站GPS天线，主运动站GPS天线连接主运动站GPS接收机，主运动站GPS接收机连接接收电台和计算机；

所述的运动参考站包括底座，在底座上装连接杆二，连接杆二上装壳体，在壳体下部装金属三棱镜，在壳体上部装参标连接杆，在参标连接杆上装运动参考站GPS天线，在参标连接杆的中心孔上设置十字分划板；运动参考站GPS天线连接运动参考站GPS接收机，运动参考站GPS接收机连接接收电台和计算机。

如上所述的一种差分GPS定向方位引入装置，其所述的十字分划板的十字中的竖线和参标连接杆轴线重合并用胶固定；所述的金属三棱镜法线和十字分划板平面垂直。

如上所述的一种差分GPS定向方位引入装置，其所述的主运动站GPS天线的主运动站GPS天线出线口与运动参考站GPS天线的运动参考站GPS天线出线口方向一致。

如上所述的一种差分GPS定向方位引入装置，其所述的连接杆一底部的螺钉使连接杆一中心和经纬仪方位中心重合。

本实用新型的效果在于：本实用新型差分GPS定向方位引入装置解决了远距离“对准”存在的问题，具有以下优点：（1）能适应远距离定向：差分GPS定向方位引入装置能适应远距离定向，解决了10Km以上大气能见度，大气扰动影响，“对准”困难问题，降低了操作者的操作要求。（2）能在无雷雨天气时工作：差分GPS定向方位引入装置降低了对气象条件的要求。由于只有一台经纬仪，易采取防护措施，又对准的是“参标”实物，因此无雨雷天气时就能工作。

附图说明

图1为固定站示意图；

图2为主运动站示意图；

图3为运动参考站示意图；

图中：1．固定站GPS天线；2.三脚架；3.发射电台；4.固定站GPS接收机；5．主运动站GPS天线；6.主运动站GPS天线出线口；7.连接杆一；8.手柄；9.垫圈；10.螺钉；11.经纬仪；12.接收电台；13.主运动站GPS接收机；4.计算机；15.运动参考站GPS天线；16.运动参考站GPS天线出线口；17、参标连接杆；18.壳体；19.十字分划板；20.金属三棱镜；21.连接杆二；22.锁紧螺钉；23.底座；24.运动参考站GPS接收机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型所述的一种差分GPS定向方位引入装置作进一步描述。

本实用新型所述的一种差分GPS定向方位引入装置，包括固定站、主运动站和运动参考站；具体如下：

（a）固定站

如图1所示，设三脚架2，在三脚架2上装固定站GPS天线1，固定站GPS天线1连接固定站GPS接收机4，固定站GPS接收机4连接发射电台3；

（b）主运动站

如图2所示，在经纬仪11上装手柄8，手柄8上装连接杆一7，连接杆一7上装主运动站GPS天线5，主运动站GPS天线5连接主运动站GPS接收机13，主运动站GPS接收机13连接接收电台12和计算机14；调节经纬仪11底座水平以保证主运动站GPS天线5水平；调节连接杆一7底部的螺钉10使连接杆一7中心和经纬仪11方位中心重合；

（c）运动参考站

在底座23上装连接杆二21，连接杆二21上装壳体18，在壳体18下部装金属三棱镜20，在壳体18上部装参标连接杆17，在参标连接杆17上装运动参考站GPS天线15，在参标连接杆17的中心孔上设置十字分划板19；运动参考站GPS天线15连接运动参考站GPS接收机24，运动参考站GPS接收机24连接接收电台12和计算机14；调节底座23水平，以保证运动参考站GPS天线15水平；调节十字分划板19的十字中的竖线和参标连接杆17轴线重合并用胶固定；调节金属三棱镜20法线和十字分划板19平面垂直；

采用上述装置进行差分GPS定向方位引入的过程如下：

固定站GPS接收机4通过固定站GPS天线1接收卫星信号，得到固定站的位置数据和修正数据，并通过发射电台3发射出去；

调节使得主运动站GPS天线5的主运动站GPS天线出线口6与运动参考站GPS天线15的运动参考站GPS天线出线口16方向一致。松开锁紧螺钉22，旋转连接杆21，把经纬仪望远镜视准轴和金属三棱镜20准直好，旋紧锁紧螺钉22；把经纬仪望远镜对准十字分划板19中心；

主运动站GPS接收机13通过主运动GPS天线5接收卫星信号，并通过接收电台12接收固定站的位置数据和修正数据，并解算出主运动站位置数据——大地经纬度和高程；

运动参考站GPS接收机24通过运动参考站GPS天线15接收卫星信号，并通过接收电台12接收固定站的位置数据和修正数据，并解算出运动参考站位置数据——大地经纬度和高程；

计算机14读取主运动站GPS接收机的大地经纬度和高程数据、以及运动参考站GPS接收机的大地经纬度和高程数据，进行坐标转换并实时解算，得到主运动站相对运动参考站的大地方位角A₀；

采用外部采样脉冲对解算得到的大地方位角数据A₀和经纬仪方位角数据α₁进行采集，当把经纬仪转向其他测量设备并准直时，采集经纬仪方位角数据α₂；

经纬仪和其他测量设备准直时视准轴的大地方位角数据A按下式计算：

A＝A₀+(α₂-α₁)

当A≥360时，A＝A-360；A＜0时，A＝A+360；这样就实现了方位角的引入。

本实用新型采用差分GPS定向方位引入时，一点为固定站，距固定站较远的两点为运动站，其中一点为主运动站，另一点为运动参考站（主运动站与运动参考站的距离在在5~200m；主运动站与固定站的距离在0.1~50Km；运动参考站与固定站的距离在0.1~50Km。在固定站上设三角架，三角架上装固定站GPS天线；在主运动站上装经纬仪，经纬仪上装主运动站GPS天线；在运动参考站上装“参标”，即十字分划板，“参标”上装运动参考站GPS天线，调节运动参考站GPS天线和主运动站GPS天线严格一致。固定站和运动站用电台实施数据传输，当主运动站和运动参考站GPS接收机接收到固定站GPS发射台发射的数据后，利用相对测量处理方法对基线向量进行求解，分别计算出运动站和运动参考站的坐标，用外部连接计算机分别解算出运动站相对固定站，运动参考站相对固定站，运动站相对运动参考站的大地方位角和距离。由于差分GPS定向得出的是运动站相对运动参考站两点连线的大地方位角，该连线还需和测量设备联系起来，才能实现大地方位角的引入。为此主运动站装了一台经纬仪，运动参考站GPS天线下装有“参标”，当经纬仪望远镜和“参标”对准时，经纬仪望远镜光轴的方位角就是差分GPS定向的方位角。当把经纬仪转至和测量设备自准直时，就把方位角传递到测量设备。

Claims

1.一种差分GPS定向方位引入装置，其特征在于：该装置包括固定站、主运动站和运动参考站；

所述的固定站包括三脚架（2），在三脚架（2）上装固定站GPS天线（1），固定站GPS天线（1）连接固定站GPS接收机（4），固定站GPS接收机（4）连接发射电台（3）；

所述的主运动站包括经纬仪（11），在经纬仪（11）上装手柄（8），手柄（8）上装连接杆一（7），连接杆一（7）上装主运动站GPS天线（5），主运动站GPS天线（5）连接主运动站GPS接收机（13），主运动站GPS接收机（13）连接接收电台（12）和计算机（14）；

所述的运动参考站包括底座（23），在底座（23）上装连接杆二（21），连接杆二（21）上装壳体（18），在壳体（18）下部装金属三棱镜（20），在壳体（18）上部装参标连接杆（17），在参标连接杆（17）上装运动参考站GPS天线（15），在参标连接杆（17）的中心孔上设置十字分划板（19）；运动参考站GPS天线（15）连接运动参考站GPS接收机（24），运动参考站GPS接收机（24）连接接收电台（12）和计算机（14）。

2.根据权利要求1所述的一种差分GPS定向方位引入装置，其特征在于：所述的十字分划板（19）的十字中的竖线和参标连接杆（17）轴线重合并用胶固定；所述的金属三棱镜（20）法线和十字分划板（19）平面垂直。

3.根据权利要求1所述的一种差分GPS定向方位引入装置，其特征在于：所述的主运动站GPS天线（5）的主运动站GPS天线出线口（6）与运动参考站GPS天线（15）的运动参考站GPS天线出线口（16）方向一致。

4.根据权利要求1所述的一种差分GPS定向方位引入装置，其特征在于：所述的连接杆一（7）底部的螺钉（10）使连接杆一（7）中心和经纬仪（11）方位中心重合。