本發(fā)明涉及遙感定位，尤其涉及一種sar定標(biāo)器姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著衛(wèi)星、航空微波合成孔徑雷達(dá)（synthetic?aperture?radar、sar）遙感技術(shù)的發(fā)展，sar的定標(biāo)問題越來越突出，定標(biāo)效果的好壞直接關(guān)系sar數(shù)據(jù)的定量化應(yīng)用，因此提高地面定標(biāo)器布設(shè)精度和效果是提高sar數(shù)據(jù)定標(biāo)精度的關(guān)鍵步驟之一。

2、現(xiàn)有技術(shù)的sar定標(biāo)器安裝、監(jiān)控方式較多，但與應(yīng)用需求還有較大距離。首先，現(xiàn)有定標(biāo)器姿態(tài)調(diào)節(jié)方式多樣靈活，但以手動(dòng)人工調(diào)節(jié)為主，雖然通過加裝姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置能夠檢核定標(biāo)器姿態(tài)，但自動(dòng)化程度低，檢核后姿態(tài)調(diào)整仍然以人工操作為主。其次，通過設(shè)計(jì)出基于伺服電機(jī)等機(jī)械調(diào)整的裝置能夠較大程度上降低人工安置和調(diào)整的難度與工作量，但尚未能實(shí)現(xiàn)定標(biāo)器姿態(tài)的實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控與自動(dòng)調(diào)整。而引入gnss系統(tǒng)，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)定標(biāo)器的實(shí)時(shí)定位，但對(duì)于定標(biāo)器的定向和姿態(tài)確定問題的解決不足，而角反射器的定向和姿態(tài)恰恰是直接影響定標(biāo)精度的關(guān)鍵要素，進(jìn)而限制了其在sar定標(biāo)中的應(yīng)用潛力。此外，現(xiàn)有技術(shù)未充分利用定標(biāo)器觀測網(wǎng)內(nèi)各點(diǎn)間的相互約束關(guān)系，各角反射器安裝后互相無關(guān)聯(lián)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種sar定標(biāo)器姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中可以解決定標(biāo)器的定位定向與三維姿態(tài)的動(dòng)態(tài)測量問題，實(shí)現(xiàn)其姿態(tài)的自動(dòng)監(jiān)測和調(diào)整，提高定標(biāo)器的安置精度，自動(dòng)化程度高。

2、本發(fā)明提供一種sar定標(biāo)器姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)裝置，包括：

3、sar定標(biāo)器組網(wǎng)、三軸傳感器模塊、北斗定位模塊、4g數(shù)據(jù)傳輸模塊、可編程板卡、遠(yuǎn)程控制電腦、電源系統(tǒng)；

4、其中，所述sar定標(biāo)器組網(wǎng)由多個(gè)三角定標(biāo)器組成，每個(gè)三角定標(biāo)器的三角錐底面固定安設(shè)有所述三軸傳感器模塊包括的三軸傳感器，所述三角定標(biāo)器的下方安裝有定位底座，所述定位底座安設(shè)有伺服電機(jī)，所述定位底座與所述三角定標(biāo)器的三角錐底面通過鏈接桿固定連接；

5、所述北斗定位模塊安裝在所述sar定標(biāo)器組網(wǎng)中的一個(gè)或多個(gè)三角定標(biāo)器中；

6、所述可編程板卡安裝在所述遠(yuǎn)程控制電腦上，所述可編程板卡分別與所述三軸傳感器模塊、所述北斗定位模塊、所述4g數(shù)據(jù)傳輸模塊以及安裝在三角定標(biāo)器上的控制器遠(yuǎn)程通信連接；

7、所述電源系統(tǒng)分別與所述北斗定位模塊、所述三軸傳感器模塊以及所述4g數(shù)據(jù)傳輸模塊電連接。

8、在一些實(shí)施例中，所述北斗定位模塊包括的北斗定位設(shè)備安裝在所述三角定標(biāo)器的三角錐頂點(diǎn)處，所述三角定標(biāo)器的三角錐底面還安裝有水準(zhǔn)氣泡，所述三角定標(biāo)器的三角錐側(cè)面安裝有卡扣結(jié)構(gòu)，所述卡扣結(jié)構(gòu)用于連接控制器，所述控制器與所述伺服電機(jī)通信連接。

9、進(jìn)一步地，所述三角定標(biāo)器的下方安裝的定位底座包括轉(zhuǎn)動(dòng)盤，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤用于使所述三角定標(biāo)器在水平方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤的背面安設(shè)有三個(gè)水平調(diào)整旋鈕，所述水平調(diào)整旋鈕用于使所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤固定處于水平狀態(tài)。

10、進(jìn)一步地，所述三角定標(biāo)器的下方安裝的定位底座包括圓軌、三個(gè)滑軌車；

11、所述三角定標(biāo)器的三角錐底面通過三個(gè)鏈接桿分別與所述三個(gè)滑軌車固定連接，所述三個(gè)滑軌車安裝在所述圓軌上。

12、進(jìn)一步地，所述三角定標(biāo)器的下方安裝的定位底座還包括連桿套筒，每個(gè)鏈接桿采用三段式結(jié)構(gòu)，每一段鏈接桿之間通過所述連桿套筒的螺紋連接。

13、進(jìn)一步地，所述定位底座安設(shè)的伺服電機(jī)包括一臺(tái)滾動(dòng)伺服電機(jī)和三臺(tái)姿態(tài)控制伺服電機(jī)，所述滾動(dòng)伺服電機(jī)安設(shè)在任意的一個(gè)滑軌車上，所述三臺(tái)姿態(tài)控制伺服電機(jī)分別安設(shè)在三個(gè)鏈接桿上。

14、在一些實(shí)施例中，在所述sar定標(biāo)器組網(wǎng)中，安設(shè)在每個(gè)三角定標(biāo)器上的三軸傳感器用于采集三角定標(biāo)器的姿態(tài)測量信號(hào)；

15、所述北斗定位模塊用于采集每個(gè)三角定標(biāo)器的定位信號(hào)；

16、所述可編程板卡用于通過所述4g數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送所述姿態(tài)測量信號(hào)以及所述定位信號(hào)到遠(yuǎn)程控制電腦進(jìn)行姿態(tài)計(jì)算；

17、所述遠(yuǎn)程控制電腦用于根據(jù)所述姿態(tài)計(jì)算的結(jié)果發(fā)送控制指令信號(hào)；

18、所述可編程板卡還用于通過所述4g數(shù)據(jù)傳輸模塊接收所述控制指令信號(hào)，并向每個(gè)三角定標(biāo)器中的控制器發(fā)送所述控制指令信號(hào)，所述控制指令信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)三角定標(biāo)器的定位底座中安設(shè)的伺服電機(jī)，以對(duì)三角定標(biāo)器進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整。

19、進(jìn)一步地，所述遠(yuǎn)程控制電腦的姿態(tài)計(jì)算過程，包括：

20、對(duì)每個(gè)三角定標(biāo)器的定位信號(hào)中包括的坐標(biāo)參數(shù)、以及三角定標(biāo)器的三角錐底面方位角延長線進(jìn)行測量平差計(jì)算，得到平差坐標(biāo)；

21、根據(jù)平差坐標(biāo)確定三角定標(biāo)器的方位角基線數(shù)據(jù)；

22、根據(jù)每個(gè)三角定標(biāo)器的姿態(tài)測量信號(hào)中包括的實(shí)際方位角以及所述方位角基線數(shù)據(jù)，計(jì)算得到方位角調(diào)整量；

23、將所述方位角調(diào)整量轉(zhuǎn)換為伺服電機(jī)的步進(jìn)量，作為所述姿態(tài)計(jì)算的結(jié)果。

24、進(jìn)一步地，所述遠(yuǎn)程控制電腦還用于在計(jì)算得到方位角調(diào)整量之后，將所述方位角調(diào)整量與預(yù)設(shè)的限差進(jìn)行對(duì)比；

25、當(dāng)所述方位角調(diào)整量大于預(yù)設(shè)的限差時(shí)，發(fā)送預(yù)警信號(hào)。

26、在一些實(shí)施例中，所述伺服電機(jī)對(duì)三角定標(biāo)器進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整的過程，包括：

27、根據(jù)所述控制指令信號(hào)中包括的伺服電機(jī)的步進(jìn)量調(diào)整鏈接桿，以調(diào)整三角定標(biāo)器的旋轉(zhuǎn)角參數(shù)，所述旋轉(zhuǎn)角參數(shù)包括三軸方向上的航向角、俯仰角以及偏滾角。

28、本發(fā)明提供的sar定標(biāo)器姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)裝置，通過將多個(gè)三角定標(biāo)器設(shè)計(jì)為sar定標(biāo)器組網(wǎng)，并安裝三軸傳感器模塊、北斗定位模塊對(duì)多個(gè)三角定標(biāo)器同時(shí)進(jìn)行姿態(tài)和定位的自動(dòng)監(jiān)控。在此基礎(chǔ)上，通過設(shè)計(jì)4g數(shù)據(jù)傳輸模塊、可編程板卡、遠(yuǎn)程控制電腦與三軸傳感器模塊、北斗定位模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程通信連接，完成姿態(tài)和定位數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集和處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多個(gè)三角定標(biāo)器的姿態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)，提高定標(biāo)器的安置精度，無需人工參與。

技術(shù)特征：

1.一種sar定標(biāo)器姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sar定標(biāo)器姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述北斗定位模塊包括的北斗定位設(shè)備安裝在所述三角定標(biāo)器的三角錐頂點(diǎn)處，所述三角定標(biāo)器的三角錐底面還安裝有水準(zhǔn)氣泡，所述三角定標(biāo)器的三角錐側(cè)面安裝有卡扣結(jié)構(gòu)，所述卡扣結(jié)構(gòu)用于連接控制器，所述控制器與所述伺服電機(jī)通信連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的sar定標(biāo)器姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述三角定標(biāo)器的下方安裝的定位底座包括轉(zhuǎn)動(dòng)盤，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤用于使所述三角定標(biāo)器在水平方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤的背面安設(shè)有三個(gè)水平調(diào)整旋鈕，所述水平調(diào)整旋鈕用于使所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤固定處于水平狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的sar定標(biāo)器姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述三角定標(biāo)器的下方安裝的定位底座包括圓軌、三個(gè)滑軌車；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的sar定標(biāo)器姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述三角定標(biāo)器的下方安裝的定位底座還包括連桿套筒，每個(gè)鏈接桿采用三段式結(jié)構(gòu)，每一段鏈接桿之間通過所述連桿套筒的螺紋連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的sar定標(biāo)器姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述定位底座安設(shè)的伺服電機(jī)包括一臺(tái)滾動(dòng)伺服電機(jī)和三臺(tái)姿態(tài)控制伺服電機(jī)，所述滾動(dòng)伺服電機(jī)安設(shè)在任意的一個(gè)滑軌車上，所述三臺(tái)姿態(tài)控制伺服電機(jī)分別安設(shè)在三個(gè)鏈接桿上。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sar定標(biāo)器姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，在所述sar定標(biāo)器組網(wǎng)中，安設(shè)在每個(gè)三角定標(biāo)器上的三軸傳感器用于采集三角定標(biāo)器的姿態(tài)測量信號(hào)；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的sar定標(biāo)器姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述遠(yuǎn)程控制電腦的姿態(tài)計(jì)算過程，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的sar定標(biāo)器姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述遠(yuǎn)程控制電腦還用于在計(jì)算得到方位角調(diào)整量之后，將所述方位角調(diào)整量與預(yù)設(shè)的限差進(jìn)行對(duì)比；

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的sar定標(biāo)器姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述伺服電機(jī)對(duì)三角定標(biāo)器進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整的過程，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種SAR定標(biāo)器姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)裝置，涉及遙感定位技術(shù)領(lǐng)域，裝置包括：SAR定標(biāo)器組網(wǎng)、三軸傳感器模塊、北斗定位模塊、4G數(shù)據(jù)傳輸模塊、可編程板卡、遠(yuǎn)程控制電腦、電源系統(tǒng)。通過將多個(gè)三角定標(biāo)器設(shè)計(jì)為SAR定標(biāo)器組網(wǎng)，并安裝三軸傳感器模塊、北斗定位模塊對(duì)多個(gè)三角定標(biāo)器同時(shí)進(jìn)行姿態(tài)和定位的自動(dòng)監(jiān)控。在此基礎(chǔ)上，通過設(shè)計(jì)4G數(shù)據(jù)傳輸模塊、可編程板卡、遠(yuǎn)程控制電腦與三軸傳感器模塊、北斗定位模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程通信連接，完成姿態(tài)和定位數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集和處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多個(gè)三角定標(biāo)器的姿態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)，提高定標(biāo)器的安置精度，無需人工參與。

技術(shù)研發(fā)人員：李儒,楊宏,陳富龍,潘潔,鄧飚,徐進(jìn)勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/10