CN217007668U - 基于单二面角反射器的卫星定标定位装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种卫星定标定位装置，包括：二面角反射器连接板(7)；以及一个二面角反射器，其包括垂直相连的第一面板(1)和第二面板(2)。第二面板(2)中心位置上安装有GNSS天线连接件(10)。第二面板(2)和二面角反射器连接板(7)上表面标记了适配雷达卫星升降轨水平方位角的标记线(6)，标记线(6)所标注的α，β角度分别适配不同卫星的地面航迹角。与第一面板(1)和第二面板(2)的交线垂直的第一面板(1)和第二面板(2)的侧边通过侧向支撑件(3)连接，以提升强风力负载下的稳固性。本公开装置适用于升降轨星载SAR卫星高中低不同分辨率影像的辐射定标，可同步实现InSAR变形监测和GNSS实时变形监测。

Description

基于单二面角反射器的卫星定标定位装置

技术领域

本公开属于卫星定位与定标技术领域，涉及雷达卫星影像的的辐射定标、几何定标，以及雷达差分干涉测量和时间序列分析技术等领域，也包含GNSS高精度变形监测领域，具体涉及一种卫星定标定位的装置。

背景技术

用于雷达卫星定标的人工角反射器英文为Corner Reflector(缩写CR)，可由2个直角面或3个直角面构成，通过直角面之间的雷达信号折射，能将雷达入射信号沿反射器的轴线方向返回雷达天线。

专利CN213876035U提出了一种卫星定标定位装置，拥有两个对称的二面角反射器，可以在适配雷达卫星飞行方向的同时升降轨卫星。该设计具有直角面板的增强支撑结构，可实现1米直径以上反射面板的安装。

但是，在一些坡体上可能存在雷达升轨或者降轨时存在成像几何畸变的问题，支持升降轨的定标定位设备存在升轨或者降轨卫星轨道条件下反射器不可见的情况，使得支持升降轨拍摄模式的卫星定标定位装置在此条件下经济效益变低。此条件下，仅支持一个朝向的角反射器即可满足需求。

实用新型内容

本公开至少一个实施例提供一种组装式、单二面角、具有面板支撑结构和定向标记线的卫星定标定位装置，其结构简单，解决现有技术中卫星定标定位装置安装成本高、定向困难，大尺寸二面角反射面板结构稳固性差等问题。所述面板支撑结构包括：增强反射面板垂直度及抗风能力的侧向支撑件，其可从面板内侧或者外侧进行加固和增强稳定性；以及与可旋转基座相连的连接板，以增加反射面板与基座的稳固性并保证面板均匀受力不产生弯曲变形。为方便二面角反射器的朝向与雷达卫星飞行方向的适配，在反射器的水平面板和连接板都设置了适配雷达卫星升降轨水平方位角的标记线，方便在角反射器安装时进行方位的对准，以及安装后进行方位角的检核。

本公开的至少一个实施例提供一种卫星定标定位装置，通过二面角反射器水平面板上的按照中轴线为依据刻制的标记线可便利地实现单个二面角反射器对雷达卫星升降轨飞行方向的高精度对准，可用于雷达辐射定标。水平面板上的中轴位置安装的GNSS天线连接件与旋转基座同轴，为角反射器高精度几何定标提供解算基准。该装置可用于InSAR变形监测，也可用于高精度的GNSS变形监测。

本公开的至少一个实施例提供一种卫星定标定位装置，包括：

观测墩连接板；

二面角反射器连接板；

旋转基座，其底部和顶部分别与所述观测墩连接板、所述二面角反射器连接板可拆卸连接；以及

一个二面角反射器，所述二面角反射器包括垂直相连的第一面板和第二面板，所述第二面板与所述二面角反射器连接板可拆卸连接，所述第二面板和所述二面角反射器连接板上表面标记了适配雷达卫星升降轨水平方位角的标记线，标记线所标注的α，β角度可分别适配不同卫星的地面航迹角度。

在一些示例中，与所述第一面板和所述第二面板的交线垂直的所述第一面板和所述第二面板的侧边通过侧向支撑件连接，提升强风力负载下的稳固性。

在一些示例中，所述二面角反射器连接板的面积根据所述第二面板在受力下的变形情况确定，所述第二面板在受力下的变形情况是指因螺丝固定导致的螺孔附近面板变形情况。

在一些示例中，所述第二面板上可拆卸地固定有GNSS天线连接件。

在一些示例中，安装在所述GNSS天线连接件上的GNSS天线的轴心位于所述旋转基座的轴线上。

在一些示例中，所述第一面板和所述第二面板形状为半圆形、矩形、梯形或者凸多边形。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1为本公开一实施例提供的卫星定标定位装置示意图。

图2为图1所示的卫星定标定位装置另一视角示意图。

图3为本公开一实施例提供的二面角反射器示意图。

图4为本公开一实施例提供的连接板、可旋转基座、底板示意图。

图5为本公开一实施例提供的连接板、可旋转基座、底板另一视角示意图。

图6为本公开一实施例提供的侧向支撑杆件及其两端的支撑角结构示意图。

图7为本公开一实施例提供的连接板及其上适配雷达卫星升降轨方位角的标记线示意图。

图8为本公开一实施例提供的角反射器面板及其上适配雷达卫星升降轨方位角的标记线示意图。

图9为本公开一实施例提供的另一种侧向支撑杆件及其两端支撑角结构示意图。

图10为本公开一实施例提供的另一种卫星定标定位装置示意图。

附图标记说明：

1-第一面板；

2-第二面板；

3-连接部；

4-支撑杆；

5-直角连接件；

6-卫星飞行方位角标记线；

7-二面角反射器连接板；

8-旋转基座；

9-观测墩连接板；

10-GNSS天线连接件。

具体实施方式

图1为本公开一实施例提供的卫星定标定位装置示意图；图2为图1所示的卫星定标定位装置另一视角的示意图。如图1和图2，卫星定标定位装置包括用于反射雷达卫星信号的一个二面角反射器，所述二面角反射器由相互垂直的第一面板1和第二面板2组成，所述角反射器水平可拆卸地固定在连接板7上。连接板7与旋转基座8相连，旋转基座8固定在观测墩连接板9上，通过旋转基座8的转动，可实现角反射器水平方位的转动。如图4、图5，螺栓将第二面板2、连接板7整体固定在旋转基座上。

如图3，可通过图6和图9所示的侧向支撑杆件4增强第一面板1和第二面板2之间的稳固性，使之能够承受较大的风力，适配大尺寸二面角反射器。侧向支撑杆件4两端通过连接部3与面板1、2连接。连接部3可以是直角状，也可以是块状。如图10，当反射器面板1、2尺寸较小时，可在面板1、2两侧边只设置一个侧向支撑杆件4，侧向支撑杆件4的紧固位置应当靠近面板1、2悬空端。

在一种可能的实施方式中，面板1、2边长或直径在300mm以下时，可以不需要侧向支撑件4。400mm～600mm边长矩形面板1、2，或者等直径的半圆形面板1、2，其两侧边可以只用配置1根侧向支撑件4；面板1、2边长或直径大于600mm时，建议其两侧边配置2根以上侧向支撑件4。

所述二面角反射器的面板1、2设计尺寸可达到雷达卫星定标所需的RCS理论最大值，也可根据需求进行调整。面板1、2为金属材质，卫星定标定位装置的其他部件材料为不易生锈的金属材料。此外，面板1、2的形状可以是正方形、矩形、梯形、半圆形、椭圆形或者凸多边形，面板形状和尺寸的变化，导致反射器RCS的值不同，也适应不同场景下的辐射定标与定位。在一些情况下，为了减小风的阻力和角反射器面板的重量，面板的表面可以开小孔做成网眼型，所开孔的直径应该小于所选用雷达波长的1/6，才能保证其理论散射强度RCS不受影响。

图7，8展示了适配雷达卫星升降轨水平方位角的标记线6，其中真北方向标记为N，角度(α，β)分别对应着雷达卫星升降轨飞行方向的角度，可以根据卫星影像参数文件确定。标记线6这种夹角设计使二面角反射器的方位角与升降轨雷达飞行方向保持完全一致。对于欧空局的哨兵雷达卫星而言，在中纬度(20°～40°)地区，这个夹角约为±10°度左右。如果采用罗盘定向，通常将升降轨雷达卫星本地航迹角(α，β)的刻录精度保证在±0.5°以内；如果采用高精度惯导设备或者GNSS定向仪等设备，要求标记线6的刻录精度达到±0.1°以内。

连接板7上标记了所述的标记线6。在安装旋转基座8时，先利用连接板7上的标记线6，将旋转基座8的方位对准卫星飞行方向，然后紧固旋转基座8。利用标记线6具体的对准方法如下：1，假设卫星处于降轨模式右视拍摄(北半球)，其卫星的本地航迹角为α，则将α角度线对准北方向即可实现卫星航迹线方向的对准。此外，也可以采用数字罗盘或者GNSS定向仪直接将北方向刻度线N向东偏α角，也可实现角反射器方向的对准。2，假设卫星处于升轨模式右视拍摄(北半球)，其卫星的本地航迹角为β，则将β角度线对准北方向即可实现卫星航迹线方向的对准。同样的，也可以采用数字罗盘或者GNSS定向仪直接将北方向刻度线N向西偏β角，也可实现角反射器方向与卫星飞行方向的对准。

当面板1、2尺寸较大时，会导致锁紧旋转基座8紧固螺丝的空间非常狭小，有必要在安装好连接板7时就优先紧固旋转基座8，提升安装工作的便利性。

第二面板2上也标记了所述的标记线6，方便随时利用罗盘等定向设备检核二面角反射器对应的方位角与卫星方位角之间的偏差。

此外，第二面板2的轴心位置具有与GNSS天线连接件10连接的螺孔。

本公开定标定位装置的组装方法如下：

首先，第一面板1和第二面板2相连接的端通过直角连接件5固定，第一面板1和第二面板2两侧边通过一个或多个侧向支撑杆件4、支撑角3连接，安装好后如图3所示；

其次，通过螺丝将旋转基座8底部固定在观测墩连接板9上，使用膨胀螺栓将观测墩连接板9固定在水泥观测墩上，水泥观测墩的表面在制作时应保证水平(水平尺或者水平气泡的误差在1°以内)；使用螺丝将连接板7固定在旋转基座8顶部，使连接板7能够随旋转基座8旋转；

然后，水平转动连接板7，在使用地质罗盘加上本地磁偏角改正数，确定连接板7上面的雷达卫星升降轨水平方位角的标记线6与罗盘指北线对准后，将旋转基座8锁紧使其不能转动；

最后，将第一面板1和第二面板2组成的二面直角反射器固定在连接板7上，完成安装。

当利用地质罗盘精确将指北线瞄准真北方向时，注意查找出本地磁偏角精确到0.1°，安装时注意扣除磁偏角的影响。

Claims (6)

1.一种卫星定标定位装置，其特征在于，包括：

观测墩连接板(9)；

二面角反射器连接板(7)；

旋转基座(8)，其底部和顶部分别与观测墩连接板(9)、二面角反射器连接板(7)可拆卸连接；以及

一个二面角反射器，所述二面角反射器包括垂直相连的第一面板(1)和第二面板(2)，第二面板(2)与二面角反射器连接板(7)可拆卸连接，第二面板(2)和二面角反射器连接板(7)上表面标记了适配雷达卫星升降轨水平方位角的标记线(6)。

2.根据权利要求1所述的卫星定标定位装置，其特征在于，与第一面板(1)和第二面板(2)的交线垂直的第一面板(1)和第二面板(2)的侧边通过侧向支撑件(3)连接。

3.根据权利要求2所述的卫星定标定位装置，其特征在于，二面角反射器连接板(7)的面积根据第二面板(2)在受力下的变形情况确定。

4.根据权利要求1所述的卫星定标定位装置，其特征在于，第二面板(2)上可拆卸地固定有GNSS天线连接件(10)。

5.根据权利要求4所述的卫星定标定位装置，其特征在于，安装在GNSS天线连接件(10)上的GNSS天线的轴心位于旋转基座(8)的轴线上。

6.根据权利要求1所述的卫星定标定位装置，其特征在于，第一面板(1)和第二面板(2)形状为半圆形、矩形、梯形或者凸多边形。

Images