[发明专利]根据卫星信号进行定位测向的测量装置

说明书

技术领域：

本发明涉及根据卫星信号进行定位测向功能的测量装置 

技术背景：

以美国的GPS卫星定位系统为例，现在广泛应用的基于卫星网络的定位、测向装置主要是通过接收到的卫星信号间的时间差、相位差等参数来确定GPS接收机的空间坐标，进而在运动的过程中通过不同时间的不同坐标来确定接收机的运动方向即航向。此外还可通过信号差分等方式来测量航向、空间姿态。但成本高，技术复杂。同时现有的技术无法在单接收机、单天线、静态的条件下测向其定位系统自身的某一坐标系的方位、姿态。 

发明内容：

此任务通过权利要求1的特征完成。 

根据卫星信号进行定位测向功能的测量装置告知具有至少一个卫星信号接收天线R1，使得这一装置可以接收到卫星发射的信号，例如传统的GPS信号接收天线，具有至少一个信息处理装置CT；使得它可以对天线接收到的信号进行放大、分析、计算、处理并传送至其他外围设备同时还可以对卫星信号定向选择装置S1进行控制；以及卫星信号定向选择装置S1，所述卫星信号定向选择装置S1可以由对卫星信号透过特性不同的材料以特定的结构如半球形空腔或对卫星信号透过特性可逐点精确控制的材料构成，并且可以根据信息处理装置CT或外界的指令相对卫星信号接收天线保持静止或精确地运动，进而对不同方位不同特性的卫星信号精确可控的进行屏蔽、衰减、放大、透过或反射，然后使信号被所述卫星信号接收天线R1接收到，最终这种测量装置可以根据所述卫星信号天线R1接收到的经过卫星信号定向选择装置S1选择性地进行屏蔽、衰减、放大、透过或反射后的不同来源方向的卫星信号之间的区别例如卫星的坐标，卫星发射的电文内容，接收到的卫星信号的物理特性等计算出这种测量装置与其自身相关的某一特定坐标系相对于另一坐标系如地面坐标系的空间姿态、方向及坐标。 

实现同样的功能还可变通的采用高精度的定向天线，如射电望远镜的整体或局部，进而精确地选择不同方向的卫星信号，最终结合已知或观测的到的卫星运动信息、定向天线或射电望远镜的观测角度、卫星信号的质量和内容计算出这种测量装置与其自身相关的某一特定坐标系相对于另一坐标系如地面坐标系的空间姿态、方向及坐标。 

附图说明：

图1-1是本装置的链接关系与工作状态示意图； 

图2-1是本装置的链接关系与工作状态示意图； 

图3-1是本装置的链接关系与工作状态示意图； 

下面借助于附图说明本发明的优选实例。附图中： 

所示为根据卫星信号进行定位测向的测量装置的侧视图。 

具体实施方式：

以传统的GPS系统采用的单一天线、单一接收机构成的最简单系统为例，来描述静态测向的方案。在图1-1中首先假设有四颗GPS卫星在不同的轨道上飞行，卫星信号接收天线R1与信息处理装置CT采用传 统的GPS接收机的方式来构成，因此可以建立一个固连于卫星信号接收天线的坐标系O2，以及一个地面坐标系O1，为了简化令平面X2-O2-Z2与平面X1-O1-Z1平行，此时的测量目的就是测量出O2坐标系与O1坐标系间的方向角即Z2与Z1之间的锐角，此时O2坐标系相对于O1坐标系静止。当这套GPS系统成功定位后即可获得当前卫星A，卫星B，卫星C，卫星D相对于坐标系O1和坐标系O2的空间坐标。 

此实施例中卫星信号定向选择装置S1做静止运动，如图2-1所示，当四颗卫星运转至某一特定时刻时，卫星B的信号被卫星信号定向选择装置所屏蔽，此时卫星B在图中为灰色实心，此时记录下卫星B的空间坐标B点，并连接O2和B点构成一条线段。如图3-1随着时间的变化和卫星的飞行运动，达到某一特定时刻是卫星A的信号被卫星信号定向选择装置所屏蔽，此时卫星A在图中为灰色实心此时记录下卫星A的空间坐标A点，由于卫星A、B的信号都是被卫星信号定向选择装置的同一边缘所屏蔽，已知这一边缘平行于O2-Z2轴，因此联结A、B、O三点即可构成一个已知的平面，有几何关系可知，此平面与平面X1-O1-Z1的交线与O1-Z1轴的夹角即为O1、O2两坐标系之间的夹角，在此实施例中即为Z2-O2轴与Z1-O1轴之间的夹角，即为方向角。这即实现了航向的静态测量。