专利名称：一种全方位多角度测定平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及遥感观测技术领域，特别是一种遥感测定平台。
影响地物热辐射方向性有3个主要因子象元(视场)尺度内地物三维热辐射分布的非均匀性、象元等效比辐射率的方向性分布、环境辐射照度的方向性分布。
这3种因子混合在一起，如果不揭示产生热辐射方向性的各个因子的“影响权重”，就难以理解热辐射方向性的形成机理和规律，难以建立热辐射方向性的定量模型。为了更好地研究辐射方向性的定量模型，无论是可见光、近红外、热红外遥感，都迫切需要能够反映客观实际的多角度观测数据。
因此，快速、准确的多角度测定平台是获取数据的前提。国外的多角度观测平台大多适合实验室使用，不宜搬动。1992年美国NEBRASKA大学首先发明了适合野外的大型机械手，进行地表反射辐射和热辐射的全方位多角度的自动测定，但结构复杂，投资昂贵。
为了便于理解，这里引进后面的
图1是全方位多角度测定平台的主视组装示意图。
图2是全方位多角度测定平台的俯视组装示意图。
本实用新型的技术方案是全方位多角度测定平台，包括轨道11、轨道车12、移动测杆13、固定测杆18、移动测量仪器14、固定测量仪器24、台架立柱51、台架52、计算机15、导线16，其特征是轨道11为大于180°的部分圆周形；多根台架立柱51固定在轨道车12上，台架52上有相应的孔套在台架立柱51上，并可用锁紧螺丝53将其固定；移动测杆13下端有轴连接在台架52上，移动测杆上端连接有移动测杆横臂21，伸向轨道的圆周中心方向，移动测杆横臂21终端装有移动测量仪器14；轨道车有轮子22置于轨道上，轨道车载有水平运动电机31，通过水平运动传动装置32连接轨道车的轮子22；台架52上载有垂直运动电机41，通过垂直运动传动装置42连接移动测杆13；计算机15通过导线16分别连接两部电机；固定测杆18放置在轨道圆周外侧的地面上，固定测杆18上端连接有固定测杆横臂19，固定测杆横臂终端装有固定测量仪器24，并伸到轨道的圆周中心上方。
轨道11放置在地面上，轨道下面装有若干地脚螺丝，通过调节地脚螺丝的高度使轨道面处于水平。轨道是大半圆形，轨道车12在轨道上可以作180°滑动。为使用方便，轨道可以是分段的，便于在现场装卸。
移动测杆13可以分为两段，下段为双杆平行连在一起；上段为单杆，可以插入到下段双杆之间，并用卡子固定，使得移动测杆的高度可以调节到植被零平面位移高度。
固定测杆18可以用任何常规方法固定在地面上，为避免与移动测杆13互相碰撞，固定测杆的高度通常应大于移动测杆13的高度。
装在轨道车上的水平运动电机31和垂直运动电机41最好均为步进电机，按照计算机发出的指令动作，水平运动电机31通过水平运动传动装置32使轨道车在轨道上移动，达到传感器改变观测方位的目的。垂直运动电机41通过垂直运动传动装置42驱动移动测杆的轴，使移动测杆13可作俯仰运动，达到传感器改变观测天顶角的目的。
移动测杆横臂21的长度是可调的，移动测杆横臂的终端可以装移动测量仪器14，移动测量仪器即传感器，可以更换，例如换为热象仪、红外测温仪、红外辐射计、可见光相机、数字相机等。
固定测杆横臂19的长度也是可调的，使固定测杆横臂终端的测量仪器24可以伸到轨道圆周中心的正上方，用于测量参照值，以便知道移动测量仪器测出的变化是角度引起的，还是时间变化引起的。固定测量仪器也可以更换，例如换为热象仪、红外测温仪、红外辐射计、可见光相机、数字相机等。
连接轮子22的水平运动传动装置32是由谐波器、齿轮和蜗轮蜗杆组成的谐波减速器。连接移动测杆13的垂直运动传动装置42也是由谐波器、齿轮和蜗轮蜗杆组成的谐波减速器。
移动测杆13的速度可以在接近终端前由计算机控制自动降速，以保证在测杆停止运动时，支杆和传感器不因惯性的作用而产生来回振荡。
计算机是常规的PC机，导线也是常规的。
本实用新型的有益效果是便于在野外搬动、安装，可以根据植被生长情况调节高度，可应用各种测量仪器，进行全方位、多角度的测量。
图2是全方位多角度测定平台的俯视组装示意图。
全方位多角度测定平台，包括轨道11、轨道车12、移动测杆13、固定测杆18、移动测量仪器14、固定测量仪器24、台架立柱51、台架52、计算机15、导线16。
轨道放置在地面上，轨道下面装有若干地脚螺丝，通过调节地脚螺丝高度使轨道面处于水平。轨道是大半圆形，使得轨道车可以作180°滑动，其缺口面向南面，以便使移动测杆的阴影不会影响被测的植被。为使用方便，轨道是分段的，便于在现场装卸。
轨道车上固定有4根台架立柱，台架连接在台架立柱上，移动测杆下端有轴连接在台架上。
移动测杆分为两段，可以伸缩，下段为双杆平行连在一起；上段为单杆，可以插入到下段双杆之间，并用卡子固定住，人工调节好台架的高度并用锁紧螺丝固定住，调节好移动测杆的高度，以适应不同季节植物生长高度的变化。移动测杆顶部连接移动测杆横臂，是一根横杆，用卡子固定在支杆上，伸向导轨的圆周中心，调节好移动测杆横臂的长度，在移动测杆横臂终端装上热像仪。移动测杆高度应调节到植被零平面位移高度，使得传感器视场中心点不随观测角变化而改变位置。
轨道车装有两个防侧滑的承重轮子，置于轨道上。轨道车载有水平运动电机，台架载有垂直运动电机，均为步进电机，计算机通过导线分别连接两部电机。
按照计算机发出的指令动作，水平运动电机通过谐波减速器直接驱动轨道车的轮子，使轨道车在轨道上移动，达到传感器改变观测方位的目的。垂直运动电机通过垂直运动传动装置直接驱动移动测杆的轴，使移动测杆可作俯仰运动，达到传感器改变观测天顶角的目的。
垂直运动传动装置采用由谐波器、齿轮和蜗轮蜗杆组成的谐波减速器，能产生0.3～40N·m的力矩，能驱动2m高的移动测杆和1.5kg质量的热象仪。
固定测杆用地脚钉固定在轨道圆周北侧的地面上，以免其阴影干扰被测植被，固定测杆上端的固定测杆横臂上装有热像仪，并伸到轨道的圆周中心上方。固定测杆的高度为3m，移动测杆的最大高度为2.5m。
移动测杆的俯仰速度在接近终点前由计算机控制自动降速，以防止移动测杆和传感器由于惯性而造成的振动。
计算机是常规的PC机。
测量时，计算机的控制信号通过导线传到水平运动步进电机上，水平运动步进电机启动，通过水平运动谐波减速器减速，直接驱动轨道车沿圆周运动到确定位置。控制信号再通过导线传到垂直运动步进电机上，垂直运动步进电机通过垂直运动谐波减速器减速，再带动移动测杆改变俯仰角度，运动到确定角度。
此时两个热像仪都开始测量。
权利要求1.一种全方位多角度测定平台，包括轨道(11)、轨道车(12)、移动测杆(13)、固定测杆(18)、移动测量仪器(14)、固定测量仪器(24)、台架立柱(51)、台架(52)、计算机(15)、导线(16)，其特征是轨道(11)为大于180°的部分圆周形；多根台架立柱(51)固定在轨道车(12)上，台架(52)上有相应的孔套在台架立柱(51)上，并可用锁紧螺丝(53)将其固定；移动测杆(13)下端有轴连接在台架(52)上，移动测杆上端连接有移动测杆横臂(21)，伸向轨道的圆周中心方向，移动测杆横臂(21)终端装有移动测量仪器(14)；轨道车有轮子(22)置于轨道上，轨道车载有水平运动电机(31)，通过水平运动传动装置(32)连接轨道车的轮子(22)；台架(52)上载有垂直运动电机(41)，通过垂直运动传动装置(42)连接移动测杆(13)；计算机(15)通过导线(16)分别连接两部电机；固定测杆(18)放置在轨道圆周外侧的地面上，固定测杆(18)上端连接有固定测杆横臂(19)，固定测杆横臂终端装有固定测量仪器(24)，并伸到轨道的圆周中心上方。
2.根据权利要求1所述的全方位多角度测定平台，其特征是轨道下面装有调节高度的地脚螺丝，并且轨道是可分段装卸的。
3.根据权利要求1所述的全方位多角度测定平台，其特征是移动测杆(13)分为两段，下段为双杆平行连在一起；上段为单杆，可以插入到下段双杆之间，并用卡子固定，使移动测杆的高度可调。
4.根据权利要求1所述的全方位多角度测定平台，其特征是固定测杆(18)的高度大于移动测杆(13)的高度。
5.根据权利要求1所述的全方位多角度测定平台，其特征是移动测杆横臂(21)、固定测杆横臂(19)的长度均是可调的。
6.根据权利要求1所述的全方位多角度测定平台，其特征是所述电机均为步进电机。
7.根据权利要求1所述的全方位多角度测定平台，其特征是连接轮子(22)的水平运动传动装置(32)是由谐波器、齿轮和蜗轮蜗杆组成的谐波减速器。
8.根据权利要求1所述的全方位多角度测定平台，其特征是连接移动测杆(13)的垂直运动传动装置(42)是由谐波器、齿轮和蜗轮蜗杆组成的谐波减速器。
9.根据权利要求1所述的全方位多角度测定平台，其特征是移动测量仪器(14)是热像仪、红外测温仪、红外辐射计、可见光相机、数字相机之一；固定测量仪器(24)是热像仪、红外测温仪、红外辐射计、可见光相机、数字相机之一。
10.根据权利要求1所述的全方位多角度测定平台，其特征是移动测杆(13)的速度在接近终端前由计算机控制自动降速。
专利摘要本实用新型提供了一种全方位多角度测定平台，涉及遥感观测技术领域中的遥感测定平台，便于在不同季节进行野外全方位多角度的测量。本实用新型包括轨道车、部分圆周形的轨道、台架、移动测杆、固定测杆、计算机、导线，测杆上端连接有横臂，横臂终端装有测量仪器；轨道车载有水平运动电机和垂直运动电机，分别通过传动装置连接轨道车的轮子和移动测杆。本实用新型用于遥感观测中的参数测量。
文档编号G12B5/00GK2596514SQ0229559
公开日2003年12月31日 申请日期2002年12月31日 优先权日2002年12月31日
发明者张仁华, 陈绩, 孙晓敏, 朱治林, 唐新斋 申请人:中国科学院地理科学与资源研究所