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专利号: 2016110793013
申请人: 华南农业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双天线接收机位置姿态精度测试平台,其特征在于,包括支撑装置、直线导轨和牵引系统,所述直线导轨固定在支撑装置的上端,所述牵引系统牵引设置在直线导轨上的平面滑台进行移动,所述支撑装置固定在护栏钢管上;

所述支撑装置包括升降支架和旋转支架,所述升降支架用于调节支撑装置的高度,所述旋转支架用于调节支撑装置的水平倾角;所述升降支架设置护栏钢管上,所述旋转支架设置在升降支架上;

所述直线导轨采用内置双轴芯滚轮直线导轨,包括开口朝上的U型槽导轨、设于U型槽导轨上方的滑块以及平面滑台;

所述牵引系统包括调速电机、传动轮、齿轮皮带、限位开关以及固连装置,所述固连装置将调速电机和传动轮分别固定在直线导轨两端的护栏钢管上,齿轮皮带与调速电机、传动轮相连,齿轮皮带的一侧和平面滑台固定在一起,限位开关设置在U型槽导轨的两端。

2.根据权利要求1所述的双天线接收机位置姿态精度测试平台,其特征在于,所述升降支架由内层钢管和外层钢管组成,所述内层钢管一侧开有升降螺纹,外层钢管对应侧设有波轮旋钮,所述波轮旋钮与所述升降螺纹相匹配;所述外层钢管的对面一侧设有两个旋紧蝴蝶螺丝。

3.根据权利要求2所述的双天线接收机位置姿态精度测试平台,其特征在于,所述内层钢管高出外层钢管,螺纹侧相邻的两侧上端开有螺纹通孔,所述旋转支架是套接在内层钢管上端的弧形结构,该弧形结构下端开有通孔,用蝴蝶螺丝和内层钢管上端的通孔固连,所述弧形结构的上端平面中间有平行于弦长的长腰孔,用于固定U型槽导轨。

4.根据权利要求3所述的双天线接收机位置姿态精度测试平台,其特征在于,在U形槽导轨开口端内的两侧壁上对称设有弧面滑轨槽,在弧面滑轨槽内嵌装有钢筋轴,滑块的中部吊装有若干个凹面滚轮,凹面滚轮垂直向下延伸至U形槽导轨的开口端之间并与两侧的钢筋轴互配后保持直线滑动连接。

5.根据权利要求3所述的双天线接收机位置姿态精度测试平台,其特征在于,所述U形槽导轨底部每隔10cm有一个通孔,用于将导轨安装固定在支撑装置的上面。

6.根据权利要求1所述的双天线接收机位置姿态精度测试平台,其特征在于,所述平面滑台将三个滑块固连,平面滑台上面每隔20cm设有一个安装GNSS天线的天线安装孔,平面滑台的一侧留有第一螺孔,用于和齿轮皮带固连。

7.根据权利要求1所述的双天线接收机位置姿态精度测试平台,其特征在于,所述调速电机配有控制器,控制器面板上设有电源开关、正反转按钮、调速旋钮和转速显示表;所述控制器可对电机转动控制和速度监控。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述双天线接收机位置姿态精度测试平台的测试方法,其特征在于,包括测试平台安装调整和数据获取处理两个过程:(1)测试平台的安装调整过程包括步骤:

(1-1)用金属抱箍将支撑装置安装在楼顶护栏钢管上,每隔L距离安装一个,旋紧金属抱箍,将支撑装置安装牢固;

(1-2)将水平仪放置在支撑装置的上方,调节旋转支架,直到水平仪倾角显示为0,旋紧蝴蝶螺丝,使旋转支架紧固;

(1-3)利用游标卡尺测量支撑装置上端平面距护栏钢管的高度,使所有支撑装置上端平面距护栏钢管高度一致;

(1-4)将多段U型槽导轨安装在支撑平台上,沿U型槽导轨拉一条辅助直线,微调多段U型槽导轨衔接处,使导轨对齐直线以保证整段导轨的直线度,将U型槽导轨紧固在支撑平台旋转支架上端平面的长腰孔上;

(1-5)平面滑台固连在滑块上端,将水平仪横向放置在平面滑台上,滑动平面滑台观察水平仪在整段导轨上的倾角,如水平仪在某段导轨上倾角不为0,则调整附近支撑装置的旋转支架使滑台倾角为0,以校正滑台在整段导轨上水平;将水平仪纵向放置在平面滑台上,滑动平面滑台观察水平仪在整段导轨上的倾角,如水平仪在某段导轨上的倾角不为0,则调整附近支撑装置的升降支架使水平仪倾角为0,以校正滑台在整段导轨上等高;

(1-6)将传动轮和调速电机安装在直线导轨两端的护栏钢管上,齿轮皮带与传动轮、调速电机相连,齿轮皮带的一侧和滑台固定在一起;

(1-7)试启动调速电机,进行正反转操作,逐渐由低速到高速,查看平台稳定性及限位可靠性;

(2)数据获取及处理过程包括步骤:

(2-1)静态定位数据获取:将主天线安装在平面滑台的天线安装孔上,在平面滑台静止状态下采集M组定位数据;

(2-2)动态定位数据获取:将主天线安装在平面滑台的天线安装孔上,调节调速电机的速度,获取不同速度下双天线接收机动态定位数据,每次平面滑台从左端移动到右端为一组实验数据,每个速度水平采集N组数据;

(2-3)静态姿态数据获取:将主天线固定在平面滑台第一个天线安装孔上,从天线安装在第2个天线安装孔,在平面滑台静止状态下采集M组静态航向角、倾斜角数据,再依次将从天线安装在第3至最后一个天线安装孔,每种基线长度采集M组静态航向角、倾斜角数据;

(2-4)动态姿态精度测试方法:将主天线固定在平面滑台上第一个天线安装孔,从天线安装在第2个天线安装孔,调节调速电机的速度,获取不同速度下双天线接收机动态航向角、倾斜角数据,每次平面滑台从左端移动到右端为一组实验数据,每个速度水平采集N组数据,再依次将从天线安装在第3至最后一个天线安装孔,获取不同基线长度不同速度下双天线接收机动态航向角、倾斜角数据;

(2-5)静态定位数据处理方法:将获取的WGS-84大地导航坐标通过高斯投影转为平面坐标系,统计定位数据转换为平面坐标系后x轴方向和y轴方向定位极差,均方根误差,作为评价双天线接收机静态定位精度的评价指标;

(2-6)动态定位数据处理方法:在导轨上每隔Lm采集一个点的位置信息,每个点采集约P组数据作平均做为该点的定位估计值,利用导轨上多个点的定位估计值通过最小二乘法回归一条直线,计算动态情况下采集的定位数据距这条直线距离的平均值,作为动态定位精度的评价指标;

(2-7)静态姿态数据处理方法:统计不同基线长度下获取的航向角和倾斜角数据极差,均方根误差,作为评价双天线接收机静态测姿精度的评价指标;

(2-8)动态姿态精度评价方法:根据步骤(2-6)中回归直线的斜率求取该直线的航向,以该航向为基准统计动态过程中获取的航向角数据与此基准的极差和均方根误差,作为动态航向角精度的评价指标;由于在直线导轨安装过程中,使用水平仪标定了直线导轨水平方向为0°,以0°为基准,统计动态过程中获取的倾斜角数据与此基准的极差和均方根误差,作为动态倾斜角精度的评价指标。

9.根据权利要求8所述双天线接收机位置姿态精度测试平台的测试方法,其特征在于,L为1m。

10.根据权利要求8所述双天线接收机位置姿态精度测试平台的测试方法,其特征在于,M为1500组,N为3组,P为1200组。