一种天线相位中心水平偏差的检测方法及装置与流程

本发明涉及导航技术领域，尤其涉及一种天线相位中心水平偏差的检测方法及装置。

背景技术：

gnss的全称是全球导航卫星系统(globalnavigationsatellitesystem)，它是泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的gps、俄罗斯的glonass、欧洲的galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的waas(广域增强系统)、欧洲的egnos(欧洲静地导航重叠系统)和日本的msas(多功能运输卫星增强系统)等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。

天线相位中心是指天线的电气中心，通过卫星导航高精度测量得到的观测量即是以天线相位中心为基准。在定位测量中，由于多种原因，天线相位中心与天线的几何中心之间存在偏差，这种偏差称为天线相位中心偏差pco(phasecenteroffsets，pco)。pco的性能指标直接关系到高精度测量精度的大小，因此该指标是测量型接收机检定的重要环节。

现阶段gnss天线相位中心水平偏差的检测方法有两种：室内微波测量法、基于观测量的旋转天线法。用室内微波天线测量设备测定是通过精密可控微波信号源测量天线接收信号的强度分布来确定天线电气中心(相位中心)，从而计算出天线相位中心与几何中心的实际偏差。

基于观测量的旋转天线法能够测量相位中心的水平偏差，旋转天线法利用在空旷环境下gnss卫星播发的导航信号，通过测量两天线(基准天线与待测天线)间的基线向量来测定待测天线相位中心的水平偏差。

但是现有技术中微波天线测量设备复杂、昂贵，检测费用高、耗时多，并且一般测绘部门没有这种设备，不适合野外检测；而旋转天线法需要待测天线以及基准天线同时指北，对角度设置的要求较高，角度偏差能够导致测量结果不准确。

综上所述，现有技术中不能提供一种操作简单、测量方便的一种天线相位中心水平偏差的检测方法。

技术实现要素：

本发明提供一种天线相位中心水平偏差的检测方法及装置，用于解决现有技术中不能提供一种操作简单、测量方便的一种天线相位中心水平偏差的检测方法的问题。

本发明实施例提供一种天线相位中心水平偏差的检测方法，包括：获取基准天线与待测天线之间的d组观测数据，每组观测数据是所述待测天线旋转x角度放置后进行观测得到的；x＝360/d，d大于等于3；

针对每组观测数据，确定该组观测数据对应的所述基准天线与所述待测天线的基线数据；确定所述基线数据、所述基准天线的相位中心、所述待测天线的几何中心及所述待测天线的相位中心构建的几何关系；

根据所述d组观测数据对应的几何关系，确定所述待测天线的相位中心与所述待测天线的几何中心的偏差值。

本发明实施例中，根据d组观测数据确定了一种几何关系，并通过几何关系能够确定待测天线的相位中心与几何中心的偏差值，与现有技术相比，不要特定的测量设备，也不需要对待测天线以及基准天线进行初定向，能够更加简单准确的确定待测天线的相位中心与几何中心的偏差值。

进一步地，所述几何关系为三角形关系；

所述确定所述基线数据、所述基准天线的相位中心、所述待测天线的几何中心及所述待测天线的相位中心构建的几何关系，包括：

将所述基准天线的相位中心与所述待测天线的几何中心之间的长度确定为所述三角形的第一边长，将所述基线数据确定为所述三角形的第二边长，根据所述x角度以及所述待测天线的初始位置确定所述第二边长对应的夹角。

本发明实施例中，通过构建三角形关系可以确定出待测天线的相位中心与几何中心的偏差值，与现有技术中的方案相比，不需要指定待测天线与基准天线的初始化位置，算法简单且实现简单。

进一步地，所述d＝4；

根据所述d组观测数据对应的几何关系，确定所述待测天线的相位中心与所述待测天线的几何中心的偏差值，包括：

其中，p为第一边长，bli为第i组观测数据对应的第二边长，i∈d，θ为所述待测天线初始位置偏离所述第一边长的夹角，r为所述待测天线的相位中心与所述待测天线的几何中心的偏差值。

本发明实施例中，当d等于4时，只需要进行四组观测就可以具有多余观测值，观测数据量小，测量周期短。

进一步地，所述获取基准天线与待测天线之间的d组观测数据，包括：

针对每一组观测数据，将大于设定阈值的观测数据保留并展示在可视化界面中。

本发明实施例中，由于在每组观测中都可能存在精度不高的数据，所以在本发明实施例中可以首先进行数据筛选，并将筛选后的数据进行可视化展示，便于观测者确定数据质量，测量结果更加准确。

本发明实施例还提供一种语音合成装置，包括：

观测数据获取单元，用于获取基准天线与待测天线之间的d组观测数据，每组观测数据是所述待测天线旋转x角度放置后进行观测得到的；x＝360/d，d大于等于3；

几何关系构建单元，用于针对每组观测数据，确定该组观测数据对应的所述基准天线与所述待测天线的基线数据；确定所述基线数据、所述基准天线的相位中心、所述待测天线的几何中心及所述待测天线的相位中心构建的几何关系；

偏差确定单元，用于根据所述d组观测数据对应的几何关系，确定所述待测天线的相位中心与所述待测天线的几何中心的偏差值。

本发明实施例中，根据d组观测数据确定了一种几何关系，并通过几何关系能够确定待测天线的相位中心与几何中心的偏差值，与现有技术相比，不要特定的测量设备，也不需要对待测天线以及基准天线进行初定向，能够更加简单准确的确定待测天线的相位中心与几何中心的偏差值。

进一步地，所述几何关系为三角形关系；

所述几何关系构建单元，具体用于：

将所述基准天线的相位中心与所述待测天线的几何中心之间的长度确定为所述三角形的第一边长，将所述基线数据确定为所述三角形的第二边长，根据所述x角度以及所述待测天线的初始位置确定所述第二边长对应的夹角。

进一步地，所述d＝4；

所述偏差确定单元，具体用于：

其中，p为第一边长，bli为第i组观测数据对应的第二边长，i∈d，θ为所述待测天线初始位置偏离所述第一边长的夹角，r为所述待测天线的相位中心与所述待测天线的几何中心的偏差值。

进一步地，所述观测数据获取单元，具体用于：

针对每一组观测数据，将大于设定阈值的观测数据保留并展示在可视化界面中。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述实施例中任一所述的方法。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述实施例中任一所述方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种天线相位中心水平偏差的检测方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种可视化界面的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种三角几何关系的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种三角几何关系的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种一种天线相位中心水平偏差的检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种天线相位中心水平偏差的检测方法，如图1所述，包括：

步骤101，获取基准天线与待测天线之间的d组观测数据，每组观测数据是所述待测天线旋转x角度放置后进行观测得到的；x＝360/d，d大于等于3；

步骤102，针对每组观测数据，确定该组观测数据对应的所述基准天线与所述待测天线的基线数据；确定所述基线数据、所述基准天线的相位中心、所述待测天线的几何中心及所述待测天线的相位中心构建的几何关系；

步骤103，根据所述d组观测数据对应的几何关系，确定所述待测天线的相位中心与所述待测天线的几何中心的偏差值。

在步骤101中，将基准天线以及待测天线同时放置，不设置初始放置角度，通过基准天线以及待测天线的实时rtk测量，确定了不同组的观测数据。

在本发明实施例中，每一组观测数据是待测天线在初始位置后旋转x角度得到的，每旋转一次，进行一次观测，得到一组观测数据。

可选的，在本发发明实施例中，观测时间可以根据同现有技术中的观测时间相同，也可以在保证测量精度的前提下缩短观测时间。

在步骤102中，通过每组观测，都能够根据当前待测天线的相位中心、待测天线的几何中心以及基准天线的相位中心确定一个几何关系；

在本发明实施例中，几何关系可以有多种，例如四边形关系，三角形关系等等。

在步骤103中，通过上述几何关系，确定出了待测天线的相位中心与待测天线的几何中心的偏差值。

可选的，在本发明实施例中，基准天线选用抗多路径效应的扼流圈gnss天线，其相位中心偏差约为1mm。

可选的，在本发明实施例中，基准天线与待测天线均配置接收机串口以rtcm协议格式输出gps、glonass、bds原始观测量以及gps、glonass、bds星历信息。

可选的，在本发明实施例中，可以通过基准天线以及待测天线对应的品牌的专业基线解算软件来确定观测数据，也可以通过开源rtklib库中的rtknavi软件进行数据处理。

可选的，在本发明实施例中，如图2所示，通过rtknavi软件可以进行可视化处理，实时展示出观测数据。

可选的，在本发明实施例中，可以通过如图2所示的界面确定当前观测时段中有哪些观测数据是符合特定精度的，即大于设定阈值，则可以将这些观测数据保留，利用这些符合精度的数据作为观测数据，提高了观测精度。

可选的，在本发明实施例中，每进行一组观测，都可以确定一次基线数据，并根据基线数据、基准天线的相位中心、待测天线的几何中心以及待测天线的相位中心确定出一次几何图形，并根据几何图形确定待测天线的相位中心与待测天线的几何中心的偏差值。

可选的，在本发明实施例中，如图3所示，几何图形可以为三角形，将基准天线的相位中心与待测天线的几何中心相连形成一个三角形的边，基准天线的相位中心与待测天线的相位中心相连形成一个三角形的边，第三边为待测天线的相位中心与待测天线的几何中心的连线。

在本发明实施例中，角度θ为待测天线初始位置时的放置角度，这个角度是相对于基准天线的相位中心与待测天线的几何中心相连的连线的夹角。

为了更容易根据三角形的几何关系确定出待测天线的相位中心与待测天线的几何中心的偏差值，在本发明实施例中，以基准天线的相位中心以及待测天线的几何中心之间的长度作为第一边长，将基准天线的相位中心以及待测天线的相位中心之间的长度作为第二边长，即将基线数据作为三角形的第二边长，将待测天线的相位中心以及待测天线的几何中心长度作为第三边长。

根据三角形关系，可以确定公式1-1，具体为：

p²+r²-2xrcos(π-θ)＝bl²(1-1)

其中，p为第一边长，bl为第二边长，r为第三边长。

由于上述公式中除了第二边长的数据已知，其它的未知数据还有三个，分别为p、r以及θ，所以至少需要三组方程才能进行解析。

所以在本发明实施例中，至少需要获取基准天线与待测天线之间的3组观测数据，得到三组方程。

可选的，在本发明实施例中，为了能够获得多余观测进行平差计算，可以获取基准天线与待测天线之间的4组观测数据，每组观测数据是待测天线旋转90度后放置进行观测的。

也就是说，在本发明实施例中，第一观测时段，将基准天线和待测天线放置，并进行观测，得到观测数据；第二观测时段时，基准天线的位置不变，将待测天线旋转90度，然后进行观测，得到观测数据；第三观测时段时，基准天线的位置不变，将待测天线再旋转90度，即在待测天线的初始位置上旋转了180度，然后进行观测，得到观测数据；第四观测时段时，基准天线的位置不变，将待测天线再旋转90度，即在待测天线的初始位置上旋转了270度，然后进行观测，得到观测数据。

如图4所示，在进行了4次观测后，可以得到4个三角形的几何关系，根据4个三角形的几何关系，可以确定出公式1-2。

也就是说根据公式1-2即可以求出三个未知数，也就可以求出第三边长r的值以及初始放置位置的θ，即求出了待测天线的相位中心与待测天线的几何中心的偏差值。

可选的，在本发明实施例中，公式1-2还可以简化为公式1-3，通过公式1-3确定待测天线的相位中心与待测天线的几何中心的偏差值。

即通过四组观测数据得到的四个基线数据可以确定出待测天线的相位中心与待测天线的几何中心的偏差值。

基于同样的构思，本发明实施例还提供一种语音合成装置，如图5所示，包括：

观测数据获取单元501，用于获取基准天线与待测天线之间的d组观测数据，每组观测数据是所述待测天线旋转x角度放置后进行观测得到的；x＝360/d，d大于等于3；

几何关系构建单元502，用于针对每组观测数据，确定该组观测数据对应的所述基准天线与所述待测天线的基线数据；确定所述基线数据、所述基准天线的相位中心、所述待测天线的几何中心及所述待测天线的相位中心构建的几何关系；

偏差确定单元503，用于根据所述d组观测数据对应的几何关系，确定所述待测天线的相位中心与所述待测天线的几何中心的偏差值。

进一步地，所述几何关系为三角形关系；

所述几何关系构建单元502，具体用于：

将所述基准天线的相位中心与所述待测天线的几何中心之间的长度确定为所述三角形的第一边长，将所述基线数据确定为所述三角形的第二边长，根据所述x角度以及所述待测天线的初始位置确定所述第二边长对应的夹角。

进一步地，所述d＝4；

所述偏差确定单元503，具体用于：

其中，p为第一边长，bli为第i组观测数据对应的第二边长，i∈d，θ为所述待测天线初始位置偏离所述第一边长的夹角，r为所述待测天线的相位中心与所述待测天线的几何中心的偏差值。

进一步地，所述观测数据获取单元501，具体用于：

针对每一组观测数据，将大于设定阈值的观测数据保留并展示在可视化界面中。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述实施例中任一一种天线相位中心水平偏差的检测方法。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述任一种天线相位中心水平偏差的检测方法。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。