基准尺定向法在多波束天线测量中的应用

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1、万方数据第36卷第4期2013年4月测绘与空间地理信息GEoMATlCs＆SPATIALINFoRMATlONTECHNOLOGYV01．36，No．4Apr．，2013基准尺定向法在多波束天线测量中的应用郑卫锋，孙奉劫，毛玉柱(65014部队，辽宁沈阳110027)摘要：通过对多波束天线数学模型的介绍和基准尺定向法两种方案的分析，得出最佳定向方案，为多波束天线的安装提供了有效的定向方法。关键词：多波束天线；基准尺定向法；相对定向；绝对定向中图分类号：P231文献标识码：B文章编号：1672—5867(2013)04

2、—0184—02ApplicationofBenchmarkFeetOrientationMethodintheMeasurementoftheMInti—BeamAntennaZHENGWei—feng，SUNFeng—jie，MAOYu—zhu(65014Troops，Shenyang110027，China)Abstract：Basedontheintroductionofmulti—beamantennamathematicsmodelandthetwoanMysesofbenchmarkfeetofient

3、ationmethod，thebestorientationplanisachieved，whichpro、rideseffectivemethodstotheinstallationofmulti—beamantenna．Keywords：multi—beamantenna；benchmarkfeetofientafionmethod；relativeofientafion；absduteorientationO引言大型多波束天线的面积较大，传统天线安装方法比较困难。为了解决这一问题，将工业测量系统引入多波束天线的

4、安装中，其基本设计思想是一个天线可安装多个馈源装置，并且可提高天线的增益，以期实现一天线多用、小天线代替大天线的目的。在实际安装中，我们对基准尺定向方法进行了研究和实验结果分析，得到了确实有效的定向方法。1多波束天线的数学模型多波束天线是一抛物母线绕半径为屁并与其焦轴夹角为啊以+a的轴线旋转而成的，多波束天线的几何结构如图1所示。在X,OZ坐标系中抛物线M的方程为：夕=4fxXOZ坐标系旋转为戈’o’z’坐标系并平移到XrtO”，坐标系为：[(R一算”)sina+z"cosa]2=4丌(R一算”)cosa—z"sin

5、a]抛物线M绕，轴旋转时，z”轴保持不变，而茗”以旋转半径以帕+尸替换，按右手坐标系法则抛物线肘在坐标系o’ky矿中的方程为：[(R一石可)sina+，COSOL]2=可[(R一厶呵)c咖一z"sina]∥X7y图1多波束天线设计坐标rig．1Coordinatesofthemulti-beamantennadesign2定向的基本方法2．1相对定向相对定向采用互瞄内觇标法，即通过照准望远镜的收稿日期：2012—07—12作者简介：郑卫锋(1978一)，男，辽宁本溪人，工程师，学士，主要从事航测一体化的研究和技术指导

6、工作。万方数据第4期郑卫锋等：基准尺定向法在多波束天线测量中的应用185内觇标来直接定起始方向。为了实现高精度的系统定向，建立系统时应精确整平仪器垂直轴倾斜在-I．-1．0”以内，并在现场测量经纬仪的照准差、指标差和水平轴倾斜误差和补偿器误差。2．2绝对定向绝对定向实际上是给出工业测量系统的尺度基准，即确定基线的值。在工业测量系统中，通常采用1m的基准尺进行绝对定向，其精度一般为±0．01mm。3基准尺定向法的应用由工业测量系统的相关知识可得基线长的中误差为：旷2[。2／、籼ab，、2+砉(蔫)2+(差)2+(毛)2

7、，《+[毫(去)2+砉(老2-I-(志)2+(老)2，m：+(差)m2￡式中：,nO为水平方向观测中误差，眦为垂直方向观测中误差，a哲为对应的水平观测值，吩为对应的垂直观测值。如图2所示，仪器墩高9nl，距离天线25Ill，两仪器的间距为20m。3．1方案一三个仪器墩共线且等高如图2所示，曰，c，是二台已精确整平的电子经纬仪(以B，c，代表经纬仪的轴系交点)。以日为坐标原点，以曰，c，的连线在水平面内的投影为菇轴，过B点的铅垂方向为=轴，以右手坐标系法则定出Y轴。基准尺L的空间位置是平行于基线ABC且对称于Y轴的情况

8、，此时AB与BC基线的精度相等。首先取基准尺长为1nl，且在菇∈[一L／2，L／2]，Y∈[0，25]，zE[一9，0]的范围内计算基准尺平行于基线时基准尺的最佳位置和最佳的基线精度。然后在戈E[一1,／2，／／2]，YE[0，25]，z∈[一9，0]的范围内编程基准尺平行于基线时图2基准尺定向法的应用方案一Fig．2Applicationpr