用于用户终端放置的仰角估计设备和方法技术

一种用于估计用户终端周围的一个或多个物体的仰角的设备和方法，包括：从广角收集天空场景光的光收集透镜装置；准直由光收集透镜装置收集的天空场景光的目镜透镜装置，以及叠加在天空场景光上的标高限制标记。标高限制标记限定了高于地球的地平线的仰角，设备的视场中的所有一个或多个物体必须保持在所述仰角下方以使得用户终端在所有方位角方向上具有无遮挡的天空视野。

Elevation estimation equipment and methods for user terminal placement

An apparatus and method for estimating, one or more objects around the elevation of user terminal including: collecting the sky scene light from the wide-angle light collecting lens device; collimated by the eyepiece lens device light collecting lens device to collect the sky scene light, and elevation mark superimposed on the sky scene on the light. The elevation limit mark defines the elevation angle above the horizon of the earth. All the objects or objects in the field of view of the device must be kept below the elevation angle, so that the user terminal has an unobstructed sky view in all azimuth directions.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于用户终端放置的仰角估计设备和方法
本公开涉及一种非对地静止卫星通信系统的用户终端。更具体地，本公开涉及一种用于估计用户终端周围的一个或多个物体的仰角以帮助用户正确定位用户终端使得其具有无遮挡的天空视野的设备和方法。
技术介绍
目前正在开发用于将低成本宽带互联网服务带到地球上任何位置的卫星系统。这样的系统通常包括将互联网链接到非对地静止卫星队的网关天线，非对地静止卫星队又链接到位于地球上的廉价用户终端。用户终端将互联网连接传递到住宅和企业。上述便宜的用户终端包括天线，该天线需要在所有方位角方向(北、南、东、西方向)上的大部分天空上方的无遮挡视野，以便从卫星接收不间断的服务。在所有的方位角方向上，树木、建筑物和山脉必须保持在特定的仰角以下(地平线以上的角度，即地球和天空看起来相遇的线)。在世界某些地方，最大仰角可以低至45度左右。2015年2月20日提交的标题为“UserTerminalHavingALinearArrayAntennawithElectronicAndMechanicalActuationSystem”的美国申请序列号14/627,577中描述了这样的用户终端的示例。具有最少专业知识的个人用户很可能正在安放和安装用户终端，因此，至关重要的是他们能够将用户终端定位在他们的住宅、公司等处以使得用户终端具有无遮挡的天空视野。为了维持低成本的互联网服务，用户应该能够在没有专业帮助的情况下定位、安放、安装和放置他们的用户终端。由于在一些应用中用户终端必须在所有方位角方向上、下至在地平线上约45度的仰角具有无遮挡的天空视角，所以用户正确定位和放置其用户终端的能力是重大的挑战。目前，用户通过视觉上估计终端是否具有无遮挡的天空视野来定位和放置他们的用户终端，这往往导致高达10度的误差以及退出时间的问题。测量设备可以用来帮助正确定位和放置用户终端，但是这样的设备是昂贵的并且需要专门的技能来操作。关于为用户终端提供无遮挡的天空视野的问题在电信领域是新的。较早的无线通信网络使用较低的射频，其不受树木、建筑物和类似障碍物的影响。以较高频率操作的较新的通信系统仅需要天线沿着不变的视线清晰地观看对地静止卫星。然而，诸如美国申请序列号14/627,577中描述的便宜的用户终端在所有方位角方向上需要无遮挡的天空视野，以避免由被遮挡的天空部分引起的无法接受的长时间的退出时间。因此，需要便宜且易于使用的设备和方法以允许用户准确地估计一个或多个周围物体的仰角，使得用户能够定位和放置非对地静止卫星通信系统的用户终端，使得其在下至约45度的仰角在所有方位角方向上具有无遮挡的天空视野。
技术实现思路
本文公开了一种用于估计用户终端周围的一个或多个物体的仰角的设备。在各种实施例中，该设备可以包括用于从广角收集天空场景光的光收集透镜装置，用于准直由光收集透镜装置收集的天空场景光的目镜透镜装置，以及叠加在天空的场景光上的标高(elevation)限制标记。标高限制标记限定了高于地球的地平线的仰角，设备的视场中的所有一个或多个物体必须保持在所述仰角下方以使得用户终端在所有方位角方向上具有无遮挡的天空视野。在一些实施例中，由标高限制标记限定的仰角包括最大仰角。在一些实施例中，该设备可以进一步包括用于将天空场景光反射到光收集透镜装置上的图像反射表面。在一些实施例中，图像反射表面可以包括标高限制标记。在一些实施例中，图像反射表面的周边可以限定标高限制标记。在一些实施例中，标高限制标记可以具有椭圆形状。在一些实施例中，该设备还可以包括图像反射表面，用于将使用目镜透镜装置准直的天空场景光反射到用户的眼睛上。在一些实施例中，该设备可以进一步包括图像反射表面，用于将使用光收集透镜装置收集的天空场景光反射到目镜透镜装置上。在一些实施例中，该设备可以进一步包括透明瞄准表面，所述透明瞄准表面包括标高限制标记。在一些实施例中，标高限制标记可以具有圆形形状。在一些实施例中，图像反射表面可以包括镜子。在一些实施例中，光收集透镜装置可以包括凹透镜。在一些实施例中，凹透镜可以包括单透镜或复合透镜。在一些实施例中，目镜透镜装置可以包括凸透镜。在一些实施例中，凸透镜可以包括单透镜或复合透镜。在一些实施例中，该设备还可以包括用于延伸该设备的视场的辅助透镜装置。在一些实施例中，辅助透镜装置可以包括凸凹透镜。在一些实施例中，凸凹透镜可以包括单透镜或复合透镜。在一些实施例中，该设备可以进一步包括外壳，光收集透镜装置和目镜透镜装置设置在所述外壳中，所述外壳、所述光收集透镜装置和所述目镜透镜装置形成光学单元。在一些实施例中，辅助透镜装置可以设置在光学单元的外壳中。在一些实施例中，该设备还包括基座，所述光学单元安装在基座上。在一些实施例中，图像反射表面可以安装在基座上并与光学单元光学对准。在一些实施例中，该设备还可以包括支架，所述基座安装在所述支架上，所述支架允许所述基座相对于所述支架旋转。本文进一步公开了一种用户终端。在各种实施例中，用户终端可以包括外壳、与外壳相关联的天线以及设置在用户终端的外壳上或集成到用户终端的外壳中的上述设备。本文进一步公开的是一种用于估计用户终端周围的一个或多个物体的仰角的方法。在各种实施例中，该方法可以包括在天空场景光上叠加标高限制标记，标高限制标记限定高于地球的地平线的仰角，所有一个或多个物体必须保持在所述仰角下方以使得用户终端在所有的方位角方向上具有无遮挡的天空视野；使用设置在用户终端上、附接到用户终端、设置在用户终端中或设置在用户终端附近的光收集透镜装置从广角收集天空场景光；以及观看天空场景光以确定图像中的一个或多个物体中的每一个相对于标高限制标记的位置。附图说明图1是根据本公开的仰角估计设备的实施例的示意图。图2A是包含仰角估计设备的实施例的用户终端的实施例的透视图。图2B是仰角估计设备的另一个实施例的透视图。图2C是仰角估计设备的另一个实施例的透视图。图3是仰角估计设备的另一个实施例的示意图。图4A是仰角估计设备的另一个实施例的示意图。图4B是图4A的仰角估计设备的透明瞄准表面的实施例的俯视平面图。图4C是图4A的仰角估计设备的实施例的俯视平面图。图5A是仰角估计设备的另一个实施例的示意图。图5B是图5A的仰角估计设备的实施例的俯视平面图。图6A是用户通过设备的目镜看到的天空场景或用户在设备的倾斜的平面反射表面中看到的天空场景的视图，其示出了何时用户终端已被适当地定位和放置。图6B是用户通过设备的目镜看到的天空场景或用户在设备的倾斜的平面反射表面中看到的天空场景的视图，其示出了当用户终端被不恰当地定位和放置时的设备。图7是示出用于使用本公开的设备来估计用户终端周围的一个或多个物体的仰角的方法的实施例的流程图。具体实施方式图1示出了本公开的仰角估计设备10的实施例。设备10允许用户通过设备10观看天空来准确地估计一个或多个周围物体的仰角。设备10包括平面图像反射表面20、与该图像反射表面光学对准的光收集透镜装置30以及与光收集透镜30装置光学对准的目镜透镜装置40。平面图像反射表面20相对于光收集和目镜透镜装置30、40的光轴OA倾斜角度θ，从而它将天空场景光L(包括图像反射表面20的视场(FOV)内的任何物体)横向地反射到光收集透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于估计用户终端周围的一个或多个物体的仰角的设备，所述设备包括：光收集透镜装置，其用于从广角收集天空场景光；目镜透镜装置，其用于准直由所述光收集透镜装置收集的天空场景光；以及叠加在所述天空场景光上的标高限制标记，所述标高限制标记限定高于地球的地平线的仰角，所述设备的视场中的所有一个或多个物体必须保持在所述仰角下方以使得所述用户终端在所有的方位角方向上具有无遮挡的天空视野。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.12 US 14/737,4891.一种用于估计用户终端周围的一个或多个物体的仰角的设备，所述设备包括：光收集透镜装置，其用于从广角收集天空场景光；目镜透镜装置，其用于准直由所述光收集透镜装置收集的天空场景光；以及叠加在所述天空场景光上的标高限制标记，所述标高限制标记限定高于地球的地平线的仰角，所述设备的视场中的所有一个或多个物体必须保持在所述仰角下方以使得所述用户终端在所有的方位角方向上具有无遮挡的天空视野。2.根据权利要求1所述的设备，其中由所述标高限制标记限定的仰角包括最大仰角。3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，还包括用于将所述天空场景光反射到所述光收集透镜装置上的图像反射表面。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述图像反射表面包括所述标高限制标记。5.根据权利要求3所述的设备，其中所述图像反射表面的周边限定所述标高限制标记。6.根据权利要求4或权利要求5所述的设备，其中所述标高限制标记具有椭圆形状。7.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，还包括用于将使用所述目镜透镜装置准直的天空场景光反射到用户的眼睛上的图像反射表面。8.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，还包括用于将使用所述光收集透镜装置收集的天空场景光反射到所述目镜透镜装置上的图像反射表面。9.根据权利要求7或权利要求8所述的设备，还包括透明瞄准表面，所述透明瞄准表面包括所述标高限制标记。10.根据权利要求9所述的设备，其中所述标高限制标记具有圆形形状。11.根据权利要求3-10中任一项所述的设备，其中所述图像反射表面包括镜子。12.根据权利要求1-11中任一项所述的设备，其中所述光收集透镜装置包括凹透镜。13.根据权利要求12所述的设备，其中所述凹透镜包括单透镜或复合透镜。14.根据权利要求1-13中任一项所述的设备，其中所述目镜透镜装置包括凸透镜。15.根据权利要求14所述的设备，其中所述凸透镜包括单透镜或复合透镜。16.根据权利要求1-15中任一项所述的设备，还包括用于延伸所述设备的视场的辅助透镜装置。17.根据权利要求16所述的设备，其中所述辅...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦尔文·S·尼，
申请(专利权)人：沃尔德夫卫星有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US