CN212723311U - 一种用于CR-InSAR的三角锥形角反射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于CR‑InSAR的三角锥形角反射装置，包括方位底盘、可相对方位底盘转动的底座、三角锥形角反射器、设置有一根可伸缩支撑杆和两根固定支撑杆的支撑装置；三角锥形角反射器通过支撑装置设置于底座上，底座的转动带动所述支撑装置及所述三角锥形角反射器实现水平方向上的旋转；所述可伸缩支撑杆对所述三角锥形角反射器的仰角进行调整。本实用新型的有益效果是：通过固定的方位底盘、可转动的底座和仰角调节设计使三角锥形角反射装置具有简便易操作的精确调节功能，能够快速、精准的调节三角锥形角反射器的方位角及仰角，无需借助外部调整和测量设备，在多数据源CR‑InSAR测量中具有更好的适用性，工作效率更高。

Description

一种用于CR-InSAR的三角锥形角反射装置

技术领域

本实用新型属于合成孔径雷达干涉测量技术领域，具体涉及一种用于CR-InSAR的三角锥形角反射装置。

背景技术

合成孔径雷达(synthetic aperture radar，简称SAR)是20世纪50年代末研制成功的一种主动微波传感器，也是微波传感器中发展最为迅速和最有成效的传感器之一。作为一种主动传感器，它能够不受光照和天气条件的限制实现全天时、全天候对地观测，还可以透过地表和植被获取地表以下信息。这些特点使它在农业、林业、地质、环境、水文、灾害、测绘与军事领域都有独到的优势，尤其在传统光学传感器成像困难的地区有着重要的应用价值。

合成孔径雷达干涉(Interferometry Synthetic Aperture Radar，简称InSAR)技术是传统SAR与射电天文学中的干涉测量技术结合的产物。它的基本原理是利用对应相同目标的两幅具有一定相干性的SAR图像间的相位差和成像时雷达与目标间的几何关系，获取大范围、高精度的地表三维信息和地表形变信息。其中获取地表微小形变的InSAR技术又称为DInSAR，其观测结果与其他离散点测量技术相比，具有空间连续覆盖的优势。

CR-InSAR(Corner Reflector Interferometry Synthetic Aperture Radar)技术是随着InSAR技术的不断发展而产生的，它能以毫米级的精度获取地表形变信息。CR-InSAR是通过预先在所要测量的区域布设一定数量尺寸、规格统一的人工角反射器(CR)，这些角反射器位置固定，对雷达波反射很强，人工角反射器在SAR影像上的幅度和相位都很稳定，可以用于监测微小而缓慢的地表形变，经过几年时间后仍能保持很高的相干性，即使在空间基线较大，时间基线较长的条件下也可实施监测。CR技术具有精度高、长期连续监测的优势，依靠CR技术可以精确测量某一时间段内毫米级的位移。

从广义上一切能够产生角反射效应的物体都可以称之为角反射器。其中，具有标准的几何形状和严格的尺寸的角反射器即为人工角反射器。人工角反射器大部分是用金属材料制成且需与雷达波的入射方向保持最佳夹角。常见的人工角反射器形状主要有以下几种：二面角角反射器和三面角角反射器，其中三面角角反射器又可以分为单面形状为三角锥形角反射器和正方体形角反射器等。人工角反射器由于几何形状规则，利用角反射效应，将接收到的雷达波束经过几次反射后形成很强的回波信号，在获得的SAR图像中形成很亮的图斑，可以在雷达图像上被准确的识别出来。

现有角反射装置大致分为两种类型：固定式和可调式。固定式由金属支架和角反射器组成，通过螺栓固定于水泥基座上，安装后无法对角反射器方位和仰角进行调整；可调式由旋转支架和可调支撑杆组成，安装后可对角反射器方位和仰角进行调整，但调整过程需要借助方位和角度测量设备。

在实际应用中，效果较好的三角锥形角反射器对入射雷达波的指向性要求严格，因此在开展InSAR测量时，必须调节三角锥形角反射器的方位角和仰角以达到与入射雷达波的最佳夹角。随着提供SAR数据的卫星逐渐增多，为了更加准确高效地进行InSAR测量，往往采用多种卫星数据多角度InSAR数据联合解算，这就需要对三角锥形角反射器的方位角和仰角进行频繁调节。

现有三角锥形角反射装置虽然很多可以调节角度，但受结构和调节方法限制，想要达到理想效果，一方面需借助外部测量设备，测量操作技术要求较高，精度受测量操作人员水平影响较大，操作过程繁复；另一方面，当需要对多个角反射装置进行调节时，调节工作耗时较长，工作效率低。因此，亟需一种操作简单且能够精确调节的角反射装置。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供一种用于CR-InSAR的三角锥形角反射装置，能够快速、精准调节三角锥形角反射器的方位角及仰角，以解决现有技术中存在的在调节角反射装置过程中对测量技术要求高、操作繁复以及工作效率低的问题，使其在多数据源CR-InSAR测量中具有更好的适用性。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

一种用于CR-InSAR的三角锥形角反射装置，所述角反射装置包括圆形的方位底盘、可转动的连接于所述方位底盘上呈锐角等腰三角形的底座、三角锥形角反射器、以及设置有一根可伸缩支撑杆的支撑装置；

其中，所述方位底盘的圆心与所述底座的三角形重心重合；所述三角锥形角反射器通过所述支撑装置设置于所述底座上，以通过所述底座的转动，带动所述三角锥形角反射器实现水平方向上的旋转；

所述支撑装置的所述可伸缩支撑杆一端连接底座，另一端连接所述三角锥形角反射器，以实现所述三角锥形角反射器仰角的调整。

所述方位底盘为带有以“度”为单位刻度的圆盘。

所述底座为锐角等腰三角形形状；所述底座的底边中点处设置方位游标；所述方位游标与所述底座的底边垂直，用于指示方位底盘上的刻度。

所述三角锥形角反射器由三块尺寸和形状相同的等腰直角三角形金属板拼接而成，所述三块等腰直角三角形金属板的直角边分别相连，且两两垂直；

所述可伸缩支撑杆一端连接所述底座的顶点，另一端连接两块所述等腰直角三角形金属板的直角边相交处，可伸缩支撑杆在底座上的平面投影须垂直于底座底边。

所述支撑装置还包括平行等长的左支撑杆和右支撑杆，所述左支撑杆和右支撑杆用于支撑三角锥形角反射器。

所述等腰直角三角形金属板的直角部分分别切去一块，在三角锥形角反射器的底部形成缺口。

未与所述可伸缩支撑杆连接的三角锥形角反射器的底面金属板的外侧设置仰角定标槽，所述仰角定标槽垂直且平分其所在的等腰直角三角形金属板的底边。

所述地质罗盘的长边固定在所述仰角定标槽内，用于标定所述三角锥形角反射器的仰角。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：

通过固定的方位底盘、可转动的底座和仰角调节设计使三角锥形角反射装置具有简便易操作的精确调节功能，相比较于现有装置，本实用新型能够快速、精准的调节三角锥形角反射器的方位角及仰角，无需借助外部测量设备，对操作人员技术要求更低，在多数据源CR-InSAR测量中具有更好的适用性，工作效率更高。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的三角锥形角反射器水平旋转后的侧视图。

【附图标记说明】

1：方位底盘；2a：固定柱；2b：固定柱；3：水准器；4：底座；5：左支撑杆；6：右支撑杆；7：可伸缩支撑杆；8：紧固螺栓；9：方位游标；10：底座螺栓；11：三角锥形反射器；12：仰角定标槽；13：地质罗盘。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

一种用于CR-InSAR的三角锥形角反射装置，如图1所示，所述角反射装置包括方位底盘1、底座4、三角锥形角反射器11、地质罗盘13以及支撑装置；

所述支撑装置将三角锥形角反射器11与所述底座4相连，所述底座4通过底座螺栓10连接到所述方位底盘1上，通过底座螺栓10将三角底座4重心和方位底盘1圆心连接，且所述底座4通过底座螺栓10的松紧可相对方位底盘1进行旋转；进而可以带动所述三角锥形角反射器11相对方位底盘1进行旋转；当三角锥形角反射器11相对方位底盘1旋转时，可以调节本实用新型的三角锥形角反射装置的方位角，使得三角锥形角反射装置朝向雷达波的入射方向。

进一步地，所述方位底盘1为带有以“度”为单位刻度的圆盘，所述方位底盘1上的刻度范围为0-360°；所述底座4为锐角等腰三角形形状；所述底座4的底边上固定方位游标9，所述方位游标垂直且平分所述底座4的底边；所述方位游标9用于指示方位底盘上的刻度。当松动底座螺栓10的时候，方位游标9随着底座4进行转动，操作人员可以转动三角底座4至方位游标9在方位底盘1上的读数与雷达入射方位一致。

所述支撑装置包括支撑杆和可伸缩支撑杆7；所述支撑杆包括平行等长的左支撑杆5和右支撑杆6，所述支撑杆的一端安装在底座4的底角处，另一端支撑三角锥形角反射器11；

所述可伸缩支撑杆7的一端固定在底座4的顶角处，另一端连接两块所述等腰直角三角形金属板的直角边相交处，当操作人员调节可伸缩支撑杆7的长短，即可实现调节三角锥形角反射器11的仰角。

进一步地，未与所述可伸缩支撑杆7连接的等腰直角三角形金属板的外侧设置仰角定标槽12，所述仰角定标槽12垂直且平分其所在的等腰直角三角形金属板的底边。

所述地质罗盘13的长边固定在所述仰角定标槽12内，保证地质罗盘13与三角锥形角反射器11紧贴。

操作人员在调整三角锥形角反射器11的仰角时，转动地质罗盘13底面的手把，使地质罗盘13的测斜器游标指向与雷达入射角度相适应的度数，松动紧固螺栓8调节可伸缩支撑杆7的长度进行仰角调节，至地质罗盘13垂直水准气泡居中，上紧紧固螺栓8。此时角反射器11开口方向即为接收该雷达波入射方向，开口仰角与雷达波入射角度相适应。

本实用新型通过三角锥形角反射器11底面固定的地质罗盘13调节仰角，将地质罗盘13的测斜器游标调至所需度数，然后通过可伸缩支撑杆7调节三角锥形角反射器11的仰角，观察地质罗盘垂直水准气泡居中，即达到三角锥形角反射器11所需的角度。

所述三角锥形反射器11通过固定的方位底盘1和可旋转的底座4调整方位角，通过支撑装置以及仰角标定设计调整仰角，与现有技术相比，无需借助外部设备进行方位角与仰角的调节。

进一步地，所述三角锥形反射器11由三块同样大小的等腰直角三角形金属板拼接而成，所述三块等腰直角三角形金属板的直角边分别相连，且两两垂直；所述可伸缩支撑杆7的一端连接所述底座4的顶点，另一端连接两块所述等腰直角三角形金属板的直角边相交处，可伸缩支撑杆7在底座4上的平面投影须垂直于底座4底边。

进一步地，所述等腰直角三角形金属板的直角部分分别切去一部分，在三角锥形角反射器11的底部形成缺口，以防止雨水、杂物等在三角锥形角反射器11内淤积，带来测量与清理的不便。

本实用新型还提供一种用于CR-InSAR的三角锥形角反射装置的使用方法，具体操作步骤如下：

将方位底盘1水平放置于监测墩或监测点上，使方位底盘1上的水准器3中的水平水准气泡居中，调整方位底盘1至其上的度读数与地理真方位角一致，即方位底盘1上的0°刻度指向真北方向，用固定柱2a和2b将方位底盘1与监测墩或监测点连接固定，固定柱2a、2b和水准器3顶面需不高于方位底盘1顶面；然后通过底座螺栓10将底座4的重心和方位底盘1的圆心相连接。

当使用本实用新型的三角锥形角反射装置接收某方向上的雷达波时，首先松动底座螺栓10，转动底座4至方位游标9在方位底盘1上的读数与雷达入射方位一致，上紧底座螺栓10；然后转动地质罗盘13底面手把，使地质罗盘13的测斜器游标指向雷达入射相适应的角度，然后松动紧固螺栓8调节可伸缩支撑杆7的长度进行仰角调节，至地质罗盘13垂直水准气泡居中，上紧紧固螺栓8。此时三角锥形角反射器11的开口方向即为接收该雷达波入射方向，开口仰角与雷达波入射角度相适应。

本实用新型的方位底盘上标有刻度并装有水准器，安装时使水准器水平气泡居中，将方位底盘0°置于真北方向；底座通过底座螺栓与方位底盘相连，三角底座方位游标在方位底盘上指示的刻度即为角反射器开口方向，松动底座螺栓即可转动底座调整三角锥形角反射器的方向。

进一步地，本实用新型的三角锥形角反射器底面固定地质罗盘，调节仰角时，将地质罗盘测斜器游标调至所需度数，然后通过可伸缩支撑杆调节角反射器仰角，待观察地质罗盘垂直水准气泡居中，即达到所需角度。

本实用新型通过上述对三角锥形角反射器的方位角和仰角调节，使三角锥形角反射装置具有简便易操作的精确调节功能，相比较于现有装置，本实用新型能够快速、精准的调节三角锥形角反射器的方位角及仰角，无需借助外部测量设备，对操作人员技术要求更低，在多数据源CR-InSAR测量中具有更好的适用性，工作效率更高。

以上实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定，本领域技术人员在权利要求的范围内做出各种变形或修改，均属于本实用新型的实质内容。

Claims (8)

1.一种用于CR-InSAR的三角锥形角反射装置，其特征在于，所述角反射装置包括圆形的方位底盘(1)、可转动的连接于所述方位底盘(1)上呈锐角等腰三角形的底座(4)、三角锥形角反射器(11)、以及设置有一根可伸缩支撑杆(7)的支撑装置；

其中，所述方位底盘(1)的圆心与所述底座(4)的三角形重心重合；所述三角锥形角反射器(11)通过所述支撑装置设置于所述底座(4)上，以通过所述底座(4)的转动，带动所述三角锥形角反射器(11)实现水平方向上的旋转；

所述支撑装置的所述可伸缩支撑杆(7)一端连接底座(4)，另一端连接所述三角锥形角反射器(11)，以实现所述三角锥形角反射器(11)仰角的调整。

2.如权利要求1所述的角反射装置，其特征在于，所述方位底盘(1)为带有以“度”为单位刻度的圆盘。

3.如权利要求2所述的角反射装置，其特征在于，所述底座(4)为锐角等腰三角形形状；所述底座(4)的底边中点处设置方位游标(9)；所述方位游标(9)与所述底座(4)的底边垂直，用于指示方位底盘(1)上的刻度。

4.如权利要求1所述的角反射装置，其特征在于，所述三角锥形角反射器(11)由三块尺寸和形状相同的等腰直角三角形金属板拼接而成，所述三块等腰直角三角形金属板的直角边分别相连，且两两垂直；

所述可伸缩支撑杆(7)一端连接所述底座(4)的顶点，另一端连接两块所述等腰直角三角形金属板的直角边相交处，可伸缩支撑杆(7)在底座(4)上的平面投影须垂直于底座(4)底边。

5.如权利要求1所述的角反射装置，其特征在于，所述支撑装置还包括平行等长的左支撑杆(5)和右支撑杆(6)，所述左支撑杆(5)和右支撑杆(6)用于支撑三角锥形角反射器(11)。

6.如权利要求4所述的角反射装置，其特征在于，所述等腰直角三角形金属板的直角部分分别切去一块，在三角锥形角反射器(11)的底部形成缺口。

7.如权利要求4所述的角反射装置，其特征在于，未与所述可伸缩支撑杆(7)连接的三角锥形角反射器(11)的底面金属板的外侧设置仰角定标槽(12)，所述仰角定标槽(12)垂直且平分其所在的等腰直角三角形金属板的底边。

8.如权利要求7所述的角反射装置，其特征在于，所述仰角定标槽(12)内固定地质罗盘(13)，所述地质罗盘(13)的长边固定在所述仰角定标槽(12)内，用于标定所述三角锥形角反射器(11)的仰角。

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