[发明专利]一种基于卫星定向的方位标定方法及装置

权利要求书

1.一种基于卫星定向的方位标定方法，其特征在于步骤如下：

S1.设置经纬仪与主GNSS天线

将主GNSS天线架设在经纬仪上，要求经纬仪横轴回转中心与主GNSS天线相位中心重合，经纬仪与主GNSS天线的组合架设在三脚架上，调节底座，使得主GNSS天线保持水平；

S2.设置辅助瞄准标志与从GNSS天线

在从GNSS天线下方设置辅助瞄准标志，辅助瞄准标志的中心与从GNSS天线相位中心的连线与从GNSS天线的轴线重合，从GNSS天线与辅助瞄准标志的组合架设在三脚架或连杆上，调节底座，使得从GNSS天线保持水平；

S3.双天线导航信号接收

两个GNSS天线的信号分别经过射频电路处理转换为中频信号，再由A/D转换将模拟信号采样为数字信号；对数字信号进行捕获、跟踪和解调，获取对应的伪距、载波相位和电文原始观测数据；

S4.卫星基线定向解算

采用最小二乘或卡尔曼滤波方法进行定位解算得到两个天线的定位结果；采用快速降维法完成所述的载波相位模糊度求解；根据单差或双差观测方程模型，利用解模糊后的载波相位计算两个卫星天线的相对定向结果；将相对定向结果转换到定位结果表征的当地东北天坐标系，得到卫星基线的定向测量值α；

S5.经纬仪瞄准GNSS天线基线

转动经纬仪，使得经纬仪瞄准从GNSS天线下方的瞄准辅助标志，设置为角度测量零位；

S6.待标定方位角度差及方位角计算输出

转动经纬仪，使得经纬仪瞄准待标定方位，输出从天线基线到待标定方位的方位角度差β，将卫星基线的定向测量值与经纬仪测量的方位角度差转换到统一的方位角表示法，输出待标定的方位角γ＝α+β。

2.一种基于卫星定向的方位标定装置，其特征在于：包括GNSS天线、卫星定向接收模块、经纬仪及固定三脚架和辅助瞄准标志及固定装置；

GNSS天线，共有两个，分别为主GNSS天线和从GNSS天线，用于形成卫星定向基线；

卫星定向接收模块，用于接收GNSS天线的导航信号，完成基于载波相位的GNSS天线相对定位定向；

经纬仪及固定三脚架，经纬仪与主GNSS天线共轴固定连接，二者共同固定于三脚架并调平；

辅助瞄准标志及固定装置，辅助瞄准装置与从GNSS天线共轴固定连接，二者共同固定于固定装置并调平，用于辅助经纬仪瞄准卫星定向基线。

3.根据权利要求2所述的基于卫星定向的方位标定装置，其特征在于：GNSS天线是内置低噪声放大器的零相位中心测量型天线，适合于多个频段GNSS信号的接收。

4.根据权利要求2或3所述的基于卫星定向的方位标定装置，其特征在于：卫星定向接收模块是带定向解算功能的双射频输入接收机。

5.根据权利要求4所述的基于卫星定向的方位标定装置，其特征在于：经纬仪及固定三脚架中，经纬仪上架设有主GNSS天线，经纬仪与架设在其上的主GNSS天线共轴安装，经纬仪横轴回转中心与主GNSS天线相位中心重合，经纬仪与主GNSS天线的组合架设在三脚架上。

6.根据权利要求5所述的基于卫星定向的方位标定装置，其特征在于：辅助瞄准标志及固定装置中，辅助瞄准标志是LED光源，或十字目标图案，或反射棱镜；固定装置是三脚架、连杆或三角底座；辅助瞄准标志的中心与从GNSS天线相位中心的连线与从GNSS天线的轴线重合，实现共轴安装，从GNSS天线与辅助瞄准标志的组合架设在固定装置上。

7.根据权利要求6所述的基于卫星定向的方位标定装置，其特征在于：经纬仪测量得到的角度差信息能够通过有线串行数据传输或无线蓝牙、WiFi等方式输出至卫星定向接收模块，由卫星定向接收模块综合卫星基线方位与基线方位和待测方位角度差信息，输出最终的待测方位。