[发明专利]天线测姿传感器以及天线测姿方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是一种用于对通信网络中的天线姿态进行检测的传感器以及天线姿态检测方法。

背景技术

随着通信技术的快速发展，国内无线通信运营商的网络规模和用户数量都得到了较快增长。随着市场竞争的加剧，移动通信网络质量作为进一步发展用户、降低用户离网率的有力保障已成为决定运营商之间相互竞争的一个关键因素。移动通信网络质量的影响因素主要可以分为三类：网络规划的合理性、网络设备的性能质量以及现场施工的工程质量, 而在这三个因素中基站天线的工参数据是最基础的要素，而工参数据的测量是通信基站天线的建设、维护与优化等生产作业中最基础的工作，只有在一个完整可靠的天线工参数据的基础上进行网络规划以及优化等工作才能将通信网络质量做得高效而准确。

天线的工参数据主要包括方位角、俯仰角、横滚角、挂高以及位置等等。方位角通常以正北方向为零度角，正南方向为180度角，并顺时针增加，天线的方位角由天线所在的位置决定，准确的方位角能够保证基站的实际覆盖与所预期的相同，进而保证网络的运行质量；天线的方位角可以根据话务量或网络存在的具体情进行适当调节以便更好的优化现有的通信网络。俯仰角包括俯角（即下倾角）和仰角（即上仰角），通常天线的俯仰角是指天线的下倾角。选择合适的俯仰角可以使天线至该天线覆盖边界的电磁波与其他天线覆盖的电磁波能量重叠减至最小，从而使相邻的区域间信号干扰减至最小。若俯仰角过小，会导致相邻区域间信号交叉覆盖，相邻切换关系混乱，系统内的信号干扰严重；如果俯仰角偏大，则会造成覆盖区域内产生信号盲区或弱区，同时导致天线方向图形状变形，导致严重的系统内干扰。横滚角是描述物体空间姿态的必要参数之一。天线的横滚角一般不出现在传统天线工参中，这是以前测试手段所限和对其重要性的忽视造成的。基站天线安装时基本都要尽量保证经过天线中心的纵切面垂直于地面，这时天线横滚角为零。而实际上由于安装水平限制，和后期外来力量作用，相当比例的天线横滚角相对零度有较大偏差。较大非零的横滚角会造成需要覆盖方向的电波范围大大偏离预期，造成相关规划优化不准确。例如当天线发生侧倾，即倾角和天线纵切面不在同一面上时，则必须要加上横滚角才能描述天线空间姿态，才能准确计算电波具体覆盖情况。天线测姿即是对天线的姿态工参数据进行准确测量，为网络的建设提供可靠基础。

传统的天线测姿是工作人员采用多个工具进行人工测量。天线方位角的测量方式多是通过使用指北针人为地确定。由于地球的磁力线一致性较差，因此指北针容易受天然条件的制约，无法提供一致的指向测量。例如地球上某点的磁偏角可能为几度到20几度，地磁指数可能受磁暴的影响，地球矿物分布不均，等等因素都会磁北极的变化；地球上一般的地方只能保证几公里范围磁力线方向一致，但随着电器、建筑、汽车、钢铁的大量引入城市，小范围的磁场变化更难补偿；基站本身的天线要发送几十瓦电磁波，基站本身塔架由大量钢铁高密度焊在一起，近端磁场没有规律性的准确补偿办法，等等这些都是引发方位角无法精确测量的因素。天线俯仰角的测量方式则是工作人员通过检查天线安装架上的标注有低精度刻度标记的方法进行确定，由于工程人员的工作技巧以及测量方法的不同，会使测量结果产生较大的误差，无法达到精确设计的要求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种不受电磁信息干扰，能够精确测量天线各种工参数据的传感器，并提供一种基于天线测姿传感器的天线测姿方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

天线测姿传感器，包括壳体以及设置在壳体内的日位传感器、三轴重力加速传感器、GPS模块、中央处理器、电源模块以及存储输出模块；所述中央处理器的输入端分别与日位传感器、三轴重力加速传感器和GPS模块的输出端连接，中央处理器的输出端连接存储输出模块；所述电源模块分别与日位传感器、三轴重力加速传感器、GPS模块、中央处理器和存储输出模块连接。

本发明的改进在于：所述日位传感器的三轴坐标系与三轴重力加速传感器的三轴坐标系为平移关系。

所述日位传感器的具体结构为：所述日位传感器包括晷面，晷针和晷针影角度传感器。