一种双天线接收机位置姿态精度测试平台及测试方法技术

本发明专利技术提供一种双天线接收机位置姿态精度测试平台及测试方法，测试平台包括：支撑装置、直线导轨和牵引系统；支撑装置由升降支架、旋转支架组成；直线导轨包括开口朝上的U型槽导轨、设于U型槽导轨上方的滑块和平面滑台；U型槽导轨安装在支撑平台的上面，两个天线安装在滑台上面；牵引系统包括调速电机、传动轮、齿轮皮带、限位开关以及固连装置，固连装置将调速电机和传动轮分别固定在直线导轨两侧的护栏钢管上，齿轮皮带与调速电机、传动轮相连，齿轮皮带的一侧和滑台固连，限位开关设置在直线导轨的两端。本发明专利技术可测试不同基线长度不同速度下双天线接收机的位置和姿态精度，解决了双天线接收机定位测姿精度评价难的问题。

Double antenna receiver position and attitude precision test platform and testing method

The present invention provides a dual antenna receiver position accuracy test platform and test method, the test platform includes: system supporting device, linear guide rail and traction; the support device consists of a lifting bracket and a rotating bracket; the linear guide slider includes upward opening U groove guide, located on the U type slot above the guide rail and the sliding plane; U type groove guide rail is arranged on the support platform, the two antenna is installed in the slide above; traction system comprises a motor, a driving wheel, gear belt, limit switch and fixed device, fixed device will speed the motor and the drive wheel are respectively fixed on both sides of the guardrail tube linear guide rail, is connected with the drive gear belt motor, driving wheel, fixed gear belt and one side of the slide, both ends of a limiting switch is arranged on the straight guide. The invention can test the position and the posture accuracy of the dual antenna receiver with different base length and different speed, and solve the problem that the positioning accuracy of the dual antenna receiver is difficult to evaluate.

【技术实现步骤摘要】
一种双天线接收机位置姿态精度测试平台及测试方法
本专利技术涉及农业机械双天线(GNSS)接收机定位测姿的
，特别涉及一种双天线接收机位置姿态精度测试平台及测试方法。
技术介绍
农业机械自动导航是精准农业技术体系中的一项核心关键技术，广泛应用于耕作、播种、施肥、喷药、收获等农业生产过程。位置和姿态信息是农业机械自动导航控制中的重要参数，研究定位和测姿精度对于农业机械导航控制具有重要意义。目前，常见的农机定位方法有2种，一是相对位置测量，即测量农机与导航基线的相对位置测量，典型的相对位置测量方法是基于机器视觉的位置测量方法。另一种是绝对位置测量，即测量农机在地理空间中的绝对位置，代表性的是基于全球导航卫星系统(GNSS)的位置测量方法。GNSS定位技术因其具有精度高、速度快、操作简便、全球布网、全天候作业、三维坐标定位、精确授时等优点，在车辆导航、精细农业、大地测量、资源调查等
获得广泛应用。随着载波相位查分技术的发展，GNSS定位精度不断提高。不同的GNSS技术应用领域，对GNSS定位精度有不同的要求。GNSS定位精度成为各相关应用领域和行业关注的焦点。传统的农机高精度测姿是利用惯性导航来实现的，其设备复杂、价格昂贵、启动速度慢、维修困难，同时还具有在动态测量中因陀螺仪漂移而导致累积误差越来越大这一致命弱点。GNSS最早是为精确授时和定位服务设计，随着对它的深入研究和应用挖掘，其潜在的高精度姿态测量能力得到了广泛的关注。目前，基于多天线的卫星导航系统姿态测量技术已经成为其应用研究领域的一个重要分支。基于卫星导航系统的姿态测量技术可以完美的克服惯性导航的缺点，它具有稳定性好、成本低廉、精度高、实时性好、无需初始校正和无时间累积误差等优点。姿态精度是衡量测姿方法的最重要指标，采用合理的方法测试双天线接收机测姿精度对于评估接收机是否可以直接或间接(经信息处理)用于农业机械导航或其他相关应用领域具有重要的指导意义。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种双天线接收机位置姿态精度测试平台及测试方法，可测试不同基线长度不同速度下双天线接收机的位置和姿态的动静态精度，解决双天线接收机定位测姿精度评价难的问题。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的一种双天线接收机位置姿态精度测试平台，包括支撑装置、直线导轨和牵引系统，所述直线导轨固定在支撑装置的上端，所述牵引系统牵引设置在直线导轨上的平面滑台进行移动，所述支撑装置固定在护栏钢管上；所述支撑装置包括升降支架和旋转支架，所述升降支架用于调节支撑装置的高度，所述旋转支架用于调节支撑装置的水平倾角；所述升降支架设置在护栏钢管上，所述旋转支架设置在升降支架上；所述直线导轨采用内置双轴芯滚轮直线导轨，包括开口朝上的U型槽导轨、设于U型槽导轨上方的滑块以及平面滑台所述牵引系统包括调速电机、传动轮、齿轮皮带、限位开关以及固连装置，所述固连装置将调速电机和传动轮分别固定在直线导轨两端的护栏钢管上，齿轮皮带与调速电机、传动轮相连，齿轮皮带的一侧和平面滑台固定在一起，限位开关设置在U型槽导轨的两端。作为优选的技术方案，所述升降支架由内层钢管和外层钢管组成，所述内层钢管一侧开有升降螺纹，外层钢管对应侧设有波轮旋钮，所述波轮旋钮与所述升降螺纹相匹配；所述外层钢管的对面一侧设有两个旋紧蝴蝶螺丝。作为优选的技术方案，所述内层钢管高出外层钢管，螺纹侧相邻的两侧上端开有螺纹通孔，所述旋转支架是套接在内层钢管上端的弧形结构，该弧形结构下端开有通孔，用蝴蝶螺丝和内层钢管上端的通孔固连，所述弧形结构的上端平面中间有平行于弦长的长腰孔，用于固定U型槽导轨。作为优选的技术方案，在U形槽导轨开口端内的两侧壁上对称设有弧面滑轨槽，在弧面滑轨槽内嵌装有钢筋轴，滑块的中部吊装有若干个凹面滚轮，凹面滚轮垂直向下延伸至U形槽导轨的开口端之间并与两侧的钢筋轴互配后保持直线滑动连接。作为优选的技术方案，所述U形槽导轨底部每隔10cm有一个通孔，用于将导轨安装固定在支撑装置的上面。作为优选的技术方案，所述平面滑台将三个滑块固连，平面滑台上面每隔20cm设有一个安装GNSS天线的天线安装孔，平面滑台的一侧留有第一螺孔，用于和齿轮皮带固连。作为优选的技术方案，所述调速电机配有控制器，控制器面板上设有电源开关、正反转按钮、调速旋钮和转速显示表；所述控制器可对电机转动控制和速度监控。本专利技术的一种双天线接收机位置姿态精度测试平台的测试方法，包括测试平台安装调整和数据获取处理两个过程：(1)测试平台的安装调整过程包括步骤：(1-1)用金属抱箍将支撑装置安装在楼顶护栏钢管上，每隔L距离安装一个，旋紧金属抱箍，将支撑装置安装牢固；(1-2)将水平仪放置在支撑平台的上方，调节旋转支架，直到水平仪倾角显示为0，旋紧旋转螺丝，使旋转支架紧固；(1-3)利用游标卡尺测量支撑装置上端平面距护栏钢管的高度，使所有支撑平台上端平面距护栏钢管高度一致；(1-4)将多段U型槽导轨安装在支撑平台上，沿U型槽导轨拉一条辅助直线，微调多段U型槽导轨衔接处，使导轨对齐直线以保证整段导轨的直线度，将U型槽导轨紧固在支撑平台旋转支架上端平面的长腰孔上；(1-5)平面滑台固连在滑块上端，将水平仪横向放置在平面滑台上，滑动平面滑台观察水平仪在整段导轨上的倾角，如水平仪在某段导轨上倾角不为0，则调整附近支撑装置的旋转支架使滑台倾角为0，以校正滑台在整段导轨上水平；将水平仪纵向放置在平面滑台上，滑动平面滑台观察水平仪在整段导轨上的倾角，如水平仪在某段导轨上的倾角不为0，则调整附近支撑装置的升降支架使水平仪倾角为0，以校正滑台在整段导轨上等高；(1-6)将传动轮和调速电机安装在直线导轨两端的护栏钢管上，齿轮皮带与传动轮、调速电机相连，齿轮皮带的一侧和滑台固定在一起；(1-7)试启动电机，进行正反转操作，逐渐由低速到高速，查看平台稳定性及限位可靠性(2)数据获取及处理过程包括步骤：(2-1)静态定位数据获取：将主天线安装在平面滑台的天线安装孔上，在平面滑台静止状态下采集M组定位数据；(2-2)动态定位数据获取：将主天线安装在平面滑台的天线安装孔上，调节调速电机的速度，获取不同速度下双天线接收机动态定位数据，每次平面滑台从左端移动到右端为一组实验数据，每个速度水平采集N组数据；(2-3)静态姿态数据获取：将主天线固定在平面滑台第一个天线安装孔上，从天线安装在第2个天线安装孔，在平面滑台静止状态下采集M组静态航向角、倾斜角数据，再依次将从天线安装在第3至最后一个天线安装孔，每种基线长度采集M组静态航向角、倾斜角数据；(2-4)动态姿态精度测试方法：将主天线固定在平面滑台上第一个天线安装孔，从天线安装在第2个天线安装孔，调节调速电机的速度，获取不同速度下双天线接收机动态航向角、倾斜角数据，每次平面滑台从左端移动到右端为一组实验数据，每个速度水平采集N组数据，再依次将从天线安装在第3至最后一个天线安装孔，获取不同基线长度不同速度下双天线接收机动态航向角、倾斜角数据；(2-5)静态定位数据处理方法：将获取的WGS-84大地导航坐标通过高斯投影转为平面坐标系，统计定位数据转换为平面坐标系后x轴方向和y轴方向定位极差，均方根误差，作为评价双本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双天线接收机位置姿态精度测试平台，其特征在于，包括支撑装置、直线导轨和牵引系统，所述直线导轨固定在支撑装置的上端，所述牵引系统牵引设置在直线导轨上的平面滑台进行移动，所述支撑装置固定在护栏钢管上；所述支撑装置包括升降支架和旋转支架，所述升降支架用于调节支撑装置的高度，所述旋转支架用于调节支撑装置的水平倾角；所述升降支架设置护栏钢管上，所述旋转支架设置在升降支架上；所述直线导轨采用内置双轴芯滚轮直线导轨，包括开口朝上的U型槽导轨、设于U型槽导轨上方的滑块以及平面滑台；所述牵引系统包括调速电机、传动轮、齿轮皮带、限位开关以及固连装置，所述固连装置将调速电机和传动轮分别固定在直线导轨两端的护栏钢管上，齿轮皮带与调速电机、传动轮相连，齿轮皮带的一侧和平面滑台固定在一起，限位开关设置在U型槽导轨的两端。

【技术特征摘要】
1.一种双天线接收机位置姿态精度测试平台，其特征在于，包括支撑装置、直线导轨和牵引系统，所述直线导轨固定在支撑装置的上端，所述牵引系统牵引设置在直线导轨上的平面滑台进行移动，所述支撑装置固定在护栏钢管上；所述支撑装置包括升降支架和旋转支架，所述升降支架用于调节支撑装置的高度，所述旋转支架用于调节支撑装置的水平倾角；所述升降支架设置护栏钢管上，所述旋转支架设置在升降支架上；所述直线导轨采用内置双轴芯滚轮直线导轨，包括开口朝上的U型槽导轨、设于U型槽导轨上方的滑块以及平面滑台；所述牵引系统包括调速电机、传动轮、齿轮皮带、限位开关以及固连装置，所述固连装置将调速电机和传动轮分别固定在直线导轨两端的护栏钢管上，齿轮皮带与调速电机、传动轮相连，齿轮皮带的一侧和平面滑台固定在一起，限位开关设置在U型槽导轨的两端。2.根据权利要求1所述的双天线接收机位置姿态精度测试平台，其特征在于，所述升降支架由内层钢管和外层钢管组成，所述内层钢管一侧开有升降螺纹，外层钢管对应侧设有波轮旋钮，所述波轮旋钮与所述升降螺纹相匹配；所述外层钢管的对面一侧设有两个旋紧蝴蝶螺丝。3.根据权利要求2所述的双天线接收机位置姿态精度测试平台，其特征在于，所述内层钢管高出外层钢管，螺纹侧相邻的两侧上端开有螺纹通孔，所述旋转支架是套接在内层钢管上端的弧形结构，该弧形结构下端开有通孔，用蝴蝶螺丝和内层钢管上端的通孔固连，所述弧形结构的上端平面中间有平行于弦长的长腰孔，用于固定U型槽导轨。4.根据权利要求3所述的双天线接收机位置姿态精度测试平台，其特征在于，在U形槽导轨开口端内的两侧壁上对称设有弧面滑轨槽，在弧面滑轨槽内嵌装有钢筋轴，滑块的中部吊装有若干个凹面滚轮，凹面滚轮垂直向下延伸至U形槽导轨的开口端之间并与两侧的钢筋轴互配后保持直线滑动连接。5.根据权利要求3所述的双天线接收机位置姿态精度测试平台，其特征在于，所述U形槽导轨底部每隔10cm有一个通孔，用于将导轨安装固定在支撑装置的上面。6.根据权利要求1所述的双天线接收机位置姿态精度测试平台，其特征在于，所述平面滑台将三个滑块固连，平面滑台上面每隔20cm设有一个安装GNSS天线的天线安装孔，平面滑台的一侧留有第一螺孔，用于和齿轮皮带固连。7.根据权利要求1所述的双天线接收机位置姿态精度测试平台，其特征在于，所述调速电机配有控制器，控制器面板上设有电源开关、正反转按钮、调速旋钮和转速显示表；所述控制器可对电机转动控制和速度监控。8.一种基于权利要求1-7任一项所述双天线接收机位置姿态精度测试平台的测试方法，其特征在于，包括测试平台安装调整和数据获取处理两个过程：(1)测试平台的安装调整过程包括步骤：(1-1)用金属抱箍将支撑装置安装在楼顶护栏钢管上，每隔L距离安装一个，旋紧金属抱箍，将支撑装置安装牢固；(1-2)将水平仪放置在支撑装置的上方，调节旋转支架，直到水平仪倾角显示为0，旋紧蝴蝶螺丝，使旋转支架紧固；(1-3)利用游标卡尺测量支撑装置上端平面距护栏钢管的高度，使所有支撑装置上端平面距护栏钢管高度一致；(1-4)将多段U型槽导轨安装在支撑平台上，沿U型槽导轨拉一条辅助直线，微调多段U型槽导轨衔接处，使导轨对齐直线以保证整段导轨的直线度，将U型槽导轨紧固在支撑平...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智刚，王辉，罗锡文，刘兆朋，张健，黄培奎，林志健，高维伟，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44