基于均匀分布的天线面板摄影测量标志的粘贴方法与流程

本发明涉及通信、测控、雷达以及射电天文等领域中的天线技术，更具体地讲，涉及一种反射面天线面板摄影测量标志的粘贴方法，应用于反射面天线及其面板的安装、调整和测量。

背景技术：

1、在通信、测控、雷达以及射电天文等领域中，广泛采用反射面天线作为发射或接收设备。反射面天线工作表面应具有足够高的精度，才能保证电磁波按照设定的路径传播，以实现良好的电气性能。通常，大、中型反射面天线是由若干扇形或三角形天线面板拼装成整体结构，这就需要对每块面板进行调整和测量，以满足拼装后的整体精度。此外，对于单块面板而言，也应具有足够高的精度，也需要对其进行精确的测量。

2、数字工业摄影测量是近景摄影测量在工业测量领域的应用，简称摄影测量，因具有高准确度、非接触式、自动化、便携式测量的特点，常常应用于反射面天线的安装、调整、测试和验收等不同阶段。

3、在摄影测量中，由于大多数被测物体没有明显的特征点和很好的对比度特征，便不能对被测物体上的待测位置进行有效识别和精确定位。因此，需要通过在被测物体上增加具有反射特性的人工标志来辅助测量过程的完成。将这些标志粘贴在被测物表面，便可作为摄影测量的测量点。

4、在传统的反射面天线摄影测量标志粘贴过程中，操作者往往只根据经验进行随机的粘贴，或者只在面板的角点进行粘贴。这种方法虽然能够对天线的表面精度进行一些评估，但对于高精度或复杂曲面的天线来说，存在以下缺陷：

5、(1)标志点分布不均匀。在传统的标志点粘贴过程中，设计人员不重视标志点的分布，只关心最终的结果。这样的不均匀标志点不能反映真实的天线表面形态，有时会导致重要被测区域的数据点丢失现象。

6、(2)不能反映面板中间部分的曲面精度。在由若干扇形面板组成的反射面天线测量中，如果只在面板的四个角点粘贴标志，会造成大面积的“空白”测量区域，所得到的测量结果的可信度也就降低。

7、(3)没有明确不同面板形式的标志粘贴方法。传统的标志粘贴方法，没有针对不同形式的天线面板给出合理的粘贴方法。

8、公开号为cn106839984a中国专利公开了一种利用工业摄影测量法实现天线辐射特性测试的方法；公开号为cn102997771b中国专利公开了一种数字摄影测量系统的基准尺长度标定方法；公开号为cn108151698a中国专利公开了一种基于轴线相交法的天线旋转中心标校方法。上述三个专利中所涉及或提及的摄影测量标志的粘贴，虽然能够解决一些工程技术问题，但存在以下不足：

9、(1)第一个专利所涉及的标志粘贴方法仍为“四角”式，其在权利要求书中明确指出“主反射面上测量标志点粘贴在主反射面每块面板四角的调整螺栓位置”，因此，该方法存在前面所述缺陷。

10、(2)第二个专利所涉及的标志粘贴方法采用了“直线”式，其目的是为数字摄影测量系统的基准尺进行长度标定，没有涉及有关天线面板的标志粘贴方法。

11、(3)第三个专利中没有明确标志点的粘贴方法，仅在权利要求书中提及“在天线上布设标志点”，不具备实际指导意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于均匀分布的天线面板摄影测量标志的粘贴方法，该方法通过确定测量标志的最大间距，将天线面板轮廓线向内侧偏距，然后对内扇形或三角形各边进行等分，最后再进行网格划分，实现了对天线面板测量标志的均匀粘贴。本发明与现有的技术相比，具有标志点分布均匀、现场操作简便和适合不同结构形式面板的特点，特别适合于反射面天线或者单块面板的调整、测量和数据处理。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现。

3、本发明的一种基于均匀分布的天线面板摄影测量标志的粘贴方法，依据不同天线面板结构形式分为以下三种。

4、技术方案一

5、扇形天线面板摄影测量标志的粘贴方法，包括如下步骤：

6、(101)根据待测天线面板的技术要求确定测量标志的最大间距，记为d；

7、(102)将天线面板轮廓线向内侧偏距设定距离，形成内扇形，偏距距离记为l；

8、(103)分别测量内扇形底边、侧边和圆弧边半长度，选择其中的长度最大值，记为s；

9、(104)将步骤(103)所得到的长度最大值s除以步骤(101)中的最大间距d，得到数值n；当n为整数时，记为n，当n不为整数时，截取n值整数部分，然后取值为n+1，仍记为n；

10、(105)分别将内扇形底边两个端点与圆弧边中点相连接，将内扇形分为三个区域，分别为左侧扇形、中间三角形和右侧扇形；

11、(106)对中间三角形的三个边进行n等分，底边等分点从左往右分别记为：p1、p2、……、pn-1，左腰边等分点从下往上分别记为：p’1、p’2、……、p’n-1，右腰边等分点从上往下分别记为：p”1、p”2、……、p”n-1；

12、(107)分别连接底边等分点和对应左右腰边上的等分点，得到线段p1p’1、p2p’2、……、pn-1p’n-1和p1p”1、p2p”2、……、pn-1p”n-1，完成对中间三角形区域的网格划分；

13、(108)对左侧扇形的圆弧边和左直边进行n等分，圆弧边等分点从左往右分别记为：q1、q2、……、qn-1，左直边等分点从上往下分别记为：q’1、q’2、……、q’n-1；同时，对右侧扇形的圆弧边和右直边进行n等分；

14、(109)分别连接中间三角形的左腰边等分点和对应左侧扇形的圆弧边等分点以及左侧扇形的左直边等分点和对应圆弧边上的等分点，得到线段p’1q1、p’2q2、……、p’n-1qn-1和q1q’1、q2q’2、……、qn-1q’n-1，完成对左侧扇形区域的网格划分；同时，分别连接中间三角形的右腰边等分点和对应右侧扇形的圆弧边等分点以及右侧扇形的右直边等分点和对应圆弧边上的等分点，完成对右侧扇形区域的网格划分；

15、(110)分别在内扇形的四个角点、四边的等分点以及上述步骤所得到的网格线交点处粘贴标志；

16、(111)擦除上述步骤中所使用的网格线。

17、技术方案二

18、三角形天线面板摄影测量标志的粘贴方法，包括如下步骤：

19、(201)根据待测天线面板的技术要求确定测量标志的最大间距，记为t；

20、(202)将天线面板轮廓线向内侧偏距设定距离，形成内三角形，偏距距离记为r；

21、(203)分别测量内三角形底边和两腰边长度，选择其中的长度最大值，记为a；

22、(204)将步骤(203)所得到的长度最大值a除以步骤(201)中的最大间距t，得到数值m；当m为整数时，记为m，当m不为整数时，截取m值整数部分，然后取值为m+1，仍记为m；

23、(205)对内三角形的三个边进行m等分，底边等分点从左往右分别记为：k1、k2、……、km-1，左腰边等分点从下往上分别记为：k’1、k’2、……、k’m-1，右腰边等分点从上往下分别记为：k”1、k”2、……、k”m-1；

24、(206)分别连接底边等分点和对应左右腰边上的等分点，得到线段k1k’1、k2k’2、……、km-1k’m-1和k1k”1、k2k”2、……、km-1k”m-1，完成对中间三角形区域的网格划分；

25、(207)分别在内三角形的三个角点、三个边的等分点以及步骤(206)所得到的网格线交点处粘贴标志；

26、(208)擦除上述步骤中所使用的网格线。

27、技术方案三

28、圆环形或圆形天线面板摄影测量标志的粘贴方法，具体过程为：

29、先对圆环形或圆形天线面板进行分割，形成多个扇形或三角形，然后依据技术方案一或技术方案二方法进行摄影测量标志的粘贴。

30、进一步，所述步骤(102)和(202)中的偏距距离l和r的取值为3～200mm。

31、进一步，所述步骤(104)和(204)中的数值n和m应满足：n≥3，m≥3，否则，对应减小步骤(101)和(201)中的最大间距d和t值。

32、本发明与背景技术相比具有如下有益效果：

33、(1)适用范围广。本发明的粘贴方法不仅适合于整体反射面天线的测量和调整，而且也适用于单块面板的测量。

34、(2)测量结果可信度高。本发明标志点为均匀分布，克服了背景技术中的“四角”式分布，所得到的测量结果能够真实反映面板形态，因此，测量结果的可信度也更高。

35、(3)减少了测量值奇异性。由于背景技术中的标志点分布为非均匀方式，测量结果中会经常出现“奇异值”，需要人工识别并去除，这样会造成测量结果精度降低。本发明的均匀分布标志点，能够有效减少测量值的奇异性。

36、(4)涵盖面板形式多。本发明的粘贴方法不仅给出了扇形面板结构形式，而且也给出了三角形及圆形面板形式，几乎涵盖了目前所有反射面天线面板。

37、(5)有利于后期数据处理。反射面天线的最终指标为电气性能，因此需要对摄影测量结果进行数据处理，得到完整的曲面形态。本发明方法有利于后期的曲面拟合，能够得到光滑连续的面型，为后期的电磁分析提供高精度的输入。

38、(6)可操作性强。本发明没有复杂的理论推导，也克服了背景技术中的仅是原理性叙述，在实践中仅需要长度测量工具即可完成操作，具有很强的工程指导意义。

39、总之，本发明构思巧妙，思路清晰，易于实现，既解决了传统天线面板摄影测量标志粘贴不均匀、不能反映真实面型的问题，又提高了测量结果的可信度，是对现有技术的一种重要改进。