[发明专利]用于确定两个GPS天线相对于彼此的相对定向的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定两个GPS天线相对于彼此的相对定向的方法和装置，即用于确定两个GPS天线之间的连线相对于一个或多个GPS卫星的定向。通过所述方法以及通过所述装置例如可以确定两个GPS天线相对于彼此的方位角和/或仰角，并且由此所述两个GPS天线固定在其上的物体相对于一个或多个GPS卫星的方位角和/或仰角。

背景技术

由US 5,943,008已知一种用于确定天线阵列的定向的装置。所述天线阵列包括至少三个用于接收GPS卫星信号的接收天线，所述接收天线相对于彼此具有固定和已知的定位。这些接收天线通过接口与各个GPS接收器电连接。这里用于输出第一GPS信号的第一天线直接与所述接口连接，其中，在用于输出第二GPS信号的第二天线和接口之间设置第一延迟电路，而在用于输出第三GPS信号的第三天线和接口之间设置第二延迟电路。第一延迟电路使由第二接收天线接收的GPS卫星信号到接口和到GPS接收器的传输延迟固定的第一延迟时间，所述第一延迟时间例如为200ns，而第二延迟电路使由第三接收天线接收的GPS卫星信号到接口和到GPS接收器的传输延迟固定的第二延迟时间，所述第二延迟时间例如为400ns。第一和第二延迟电路有时还用于，使得第一、第二和第三GPS信号能够由不同的GPS接收器单独地接收，而不会相互干涉。GPS接收器具有处理功能，从而GPS接收器在使用接收天线的相对位置、已知的第一和第二延迟时间以及各接收天线已知的位置关系的情况下确定定向系数。这里GPS接收器利用接收信号所测得的编码和相位信息确定预定的、与不同的接收天线相关联的延迟时间之间的小的差别。这种小的差别然后用于确定三个接收天线的位置之间的差别。因此，利用GPS卫星信号到各个接收天线的行进时间差，以便确定个接收天线关于彼此的相对定向。

为了提高确定天线阵列的定向的精度，可以设置多于三个接收天线，其中在每个单天线与接口和GPS接收器之间必须分别设置一个延迟电路。各延迟电路必须具有相互不同的延迟，由此能够由GPS接收器分开地接收各自的GPS信号，因为GPS信号不允许相互干涉。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种简单、经济并得到改进的装置和改进的方法，用于确定两个GPS天线关于彼此的相对定向，通过所述装置和方法能够以提高的精度实现确定两个GPS天线关于彼此的相对定向。

所述目的根据本发明通过具有在权利要求1中给出的特征的方法以及通过具有在权利要求15中给出的特征的装置来实现。有利的实施形式在从属权利要求中给出。

具体而言，根据本发明的用于确定第一GPS天线关于与第一GPS天线隔开间距的第二GPS天线的相对定向的装置包括：与第一GPS天线电连接的移相器、与移相器和第二GPS天线电连接的累加装置、与合并装置电连接的GPS接收器和控制装置，所述控制装置与GPS接收器和移相器电连接。在接收至少一个GPS卫星信号时，第一GPS天线输出第一GPS接收信号，而第二GPS天线输出第二GPS接收信号。移相器构造成用于使第一GPS接收信号的相位移动一个相移，所述相移是可变的并且能通过控制装置调整。相移可以具有包括零度在内的任意值。相应的相移相对于彼此可以是等距的或者可以具有彼此不同的角间距。合并装置可以包括累加器并且也可以称为功率合并器，所述合并装置构造成用于将第二GPS接收信号与相位移动了所述相移的第一GPS接收信号相合并，以便产生合并信号。所述合并信号输送给GPS接收器。合并信号优选可以是第二GPS接收信号与相位移动了所述相移的第一GPS接收信号的累加信号。GPS接收器由合并信号产生扫描信号和/或信噪比信号并将所述扫描信号和/或信噪比信号传输给控制装置，所述控制装置存储所述扫描信号和/或信噪比信号连同经调整的相移。所述装置构造成用于分别对于至少三个不同的相移执行所述这些也称为重复步骤的方法步骤，其中，备选地，GPS卫星信号的接收仅一次性地进行。上面说明的各个构件的电连接通过信号线路进行。

移相器可以以任意由现有技术已知的类型或形式实现。特别是移相器可以包括不同长度的信号线路或延迟线路、电感和电容。移相器也可以作为全通装置实现。移相器也可以实现为数字移相器。