[发明专利]基于UWB无线测距技术的抱杆倾角测量方法

权利要求书

1.基于UWB无线测距技术的抱杆倾角测量方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：建立简单的空间坐标系，根据施工现场工作情况，将UWB无线测距节点布置在B1、B2、B3、B4的4个位置，布置完UWB无线测距节点后，确定B1、B2、B3、B4各点的三维空间坐标；A1、A2为抱杆两端，在A1、A2各布置一个UWB无线测距节点，抱杆在工作时其两端A1、A2坐标未知，设为A₁(x₁,y₁,z₁)，A₂(x₂,y₂,z₂)；

步骤2：根据坐标系中坐标点的距离与UWB无线测距节点测得的测量距离，以测量距离与实际距离的误差绝对值小于等于UWB无线测距装置误差的条件，列出方程(1)，确定求解A₁(x₁,y₁,z₁)点坐标的约束条件方程：

方程(1)中：为根据坐标系坐标求出的A₁B₁、A₁B₂、A₁B₃、A₁B₄的实际距离，l₁、l₂、l₃、l₄为UWB测距节点检测得到的测量距离；M为测量装置在100m内的测量误差；

步骤3：以实际距离与测量距离误差最小为目标，确定求解A₁(x₁,y₁,z₁)目标函数如公式(2)所示：

式中：△l为实际距离与测量距离的绝对误差；

步骤4：以方程(1)为约束条件，公式(2)为目标函数，按非线性规划的方法，求解出抱杆一端A₁(x₁,y₁,z₁)点的坐标；

步骤5：根据步骤2、步骤3、步骤4中对点A₁(x₁,y₁,z₁)坐标的求解方法，求解出出抱杆另一端点A₂(x₂,y₂,z₂)的三维空间坐标；

步骤6：根据三维空间角度公式(3)，结合步骤4、步骤5求解出的抱杆两端端点A₁(x₁,y₁,z₁)，A₂(x₂,y₂,z₂)的坐标，求解出抱杆的倾角角度ɑ；

式中：l₅为抱杆两端点在x、y平面上投影的距离，||A₁A₂||为A₁与A₂两端点的距离；

步骤7：根据步骤6的计算结果，即在利用抱杆组塔时抱杆的精确倾斜角度ɑ。