(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 109387812 A(43)申请公布日 2019.02.26
(21)申请号 201710664722.0(22)申请日 2017.08.07
(71)申请人 航天科工惯性技术有限公司
地址 100074 北京市丰台区海鹰路1号院2
号楼3层(72)发明人 黄鑫 杜文恒 徐锐 刘天霸
岳雷 孙贵鑫 (51)Int.Cl.
G01S 7/02(2006.01)G01S 13/88(2006.01)G01S 13/90(2006.01)G05D 3/12(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
(54)发明名称
具有自动调节功能的INSAR角反射器装置(57)摘要
本发明提供一种具有自动调节功能的INSAR角反射器装置，由基座、调节结构和角反射器组成，所述调节结构中，角反射器与旋转横轴连接，所述旋转横轴通过两个连接竖杆与圆盘连接，所述圆盘安装于置于小型电机A上的电机安装架上，并与所述小型电机A的轴相连，所述小型电机A置于基座顶部，且通过所述小型电机A的转动带动圆盘的转动；所述角反射器上还连接有俯仰调节杆，所述俯仰调节杆与螺杆连接，所述螺杆竖直安装于所述小型电机B上，所述小型电机B安装于所述圆盘上，且通过所述小型电机B的转动带动螺杆转动。该装置首次实现了水平角和俯仰角的自动调节，且调整范围大，精度高，能够实现角反射器俯仰方位的±45°，水平方位的0～360°调节。
CN 109387812 ACN 109387812 A
权 利 要 求 书
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1.一种具有自动调节功能的INSAR角反射器装置，所述装置由基座、调节结构和角反射器组成，其特征在于，所述调节结构包括：旋转横轴、俯仰调节杆、两个连接竖杆、圆盘、螺杆、以及小型电机A和B，其中，
所述角反射器与所述旋转横轴连接，所述旋转横轴通过两个连接竖杆与所述圆盘连接，所述圆盘安装于置于所述小型电机A上的电机安装架上，并与所述小型电机A的轴相连，所述小型电机A置于所述基座顶部，且通过所述小型电机A的转动带动所述圆盘的转动；所述角反射器上还连接有俯仰调节杆，所述俯仰调节杆与所述螺杆连接，所述螺杆竖直安装于所述小型电机B上，所述小型电机B通过一连接臂安装于所述圆盘上，且通过所述小型电机B的转动带动螺杆转动，使得俯仰调节杆沿着螺杆上下移动。
2.根据权利要求1所述的一种具有自动调节功能的INSAR角反射器装置，其特征在于：所述的角反射器包含一个底面，所述底面上设有两个相邻并对接的侧面，且所述的底面和侧面均为等腰直角三角形。
3.根据权利要求2所述的一种具有自动调节功能的INSAR角反射器装置，其特征在于：所述角反射器的底面上设有两个具有一定间距的连接环，所述旋转横轴穿过所述连接环与所述角反射器连接，且所述角反射器可绕所述旋转横轴转动。
4.根据权利要求1所述的一种具有自动调节功能的INSAR角反射器装置，其特征在于：所述角反射器设有连接锚点，所述俯仰调节杆通过所述连接锚点与所述角反射器连接。
5.根据权利要求1所述的一种具有自动调节功能的INSAR角反射器装置，其特征在于：所述连接竖杆一端焊接在所述圆盘上，另一端焊接在所述旋转横轴上。
6.根据权利要求1所述的一种具有自动调节功能的INSAR角反射器装置，其特征在于：所述连接臂焊接在所述圆盘上。
7.根据权利要求1-6所述的一种具有自动调节功能的INSAR角反射器装置，其特征在于：所述圆盘通过联轴器A与小型电机A的轴相连，小型电机A的轴带动所述圆盘转动，从而通过所述连接竖杆和所述连接臂带动所述角反射器转动。
8.根据权利要求1-7所述的一种具有自动调节功能的INSAR角反射器装置，其特征在于：所述螺杆通过联轴器B安装在小型电机B上，并随小型电机B正反向转动，带动所述俯仰调节杆上下移动，从而推动所述角反射器绕旋转横轴转动。
9.根据权利要求1-8所述的一种具有自动调节功能的INSAR角反射器装置，其特征在于：所述基座上设有预埋件，所述小型电机A通过该预埋件固定在所述基座的顶部。
10.根据权利要求2-9所述的一种具有自动调节功能的INSAR角反射器装置，其特征在于：所述角反射器的底面水平布设，且所述旋转横轴与圆盘保持水平。
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说 明 书
具有自动调节功能的INSAR角反射器装置
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技术领域
[0001]本发明涉及一种具有自动调节功能的InSAR角反射器装置，具体涉及一种用于地质灾害地表形变监测的具有自动调节功能的InSAR角反射器装置，特别是一种可自动调节方位的InSAR角反射器装置。
背景技术
[0002]合成孔径雷达干涉测量(Interferometric SyntheticAperture Radar，InSAR)，是在SAR的基础上发展起来的一种空间对地观测技术，它充分利用了SAR的相位信息，成功的解决了SAR图像的三维成像问题，而且能够获取高精度的地形信息，同时还可以监测地表面的微弱变化，且监测时间间隔跨度很大，从几天到几年，可获得全球高精度的、可靠的地表变化信息。但是，由于时间和空间的失相干以及大气效应的影响，传统的InSAR应用受到很大的限制。基于此，一些学者提出了利用离散的、相位稳定的目标点作为研究对象的新技术。人工角反射器(CR)由于可人为地控制其几何形状、尺寸、结构和安放位置，可以在SAR图像上显示出稳定的、清楚的、较高的振幅信息，能够实现在低相干区域进行InSAR技术监测地表微量形变的潜力，近年来得到了广泛的应用和发展。[0003]角反射器在安装时需要根据选定的SAR卫星来调整其俯仰角和方位角，而且在实际使用过程中，随着一些客观条件的变化(例如选用同一SAR卫星的不同入射角度、选用的卫星退役或失联导致需更换卫星平台等)，在现场也会需调整俯仰角和方位角以便接收不同SAR卫星平台发射的微波信号。而现有的角反射器装置，有一些在现场之前已经设定好，即在现场已无法再调整方位；还有一些能够通过人工的方式来进行局部调整，例如CN201510003198.3公开的一种INSAR角反射器人工调整仅俯仰调整范围±40°，水平调整范围±45°调整；或CN201710013340.1公开的角反射器装置能够人工调整俯仰调整范围±40°，水平旋转360°无障碍，但是调节过程较为繁琐且角度计量的精度较低，已不能满足实际观测的需要。此外，野外通过人工方式进行调整还增加了工作成本、降低了工作效率。发明内容
[0004]本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种具有自动调节功能的INSAR角反射器装置，该角反射器装置能自动调节方位，实现了角度大范围、高精度的调整，而且该角反射器装置结构简单、操作方便。[0005]本发明的技术解决方案：
[0006]一种具有自动调节功能的INSAR角反射器装置，所述装置由基座、调节结构和角反射器组成，所述调节结构用于所述角反射器的安装以及水平、俯仰方位的自动调节，其包括：旋转横轴、俯仰调节杆、两个连接竖杆、圆盘、螺杆、以及小型电机A和B，其中：所述角反射器与所述旋转横轴连接，所述旋转横轴通过两个连接竖杆与所述圆盘连接，所述圆盘安装于置于所述小型电机A上的电机安装架上，并与所述小型电机A的轴相连，所述小型电机A置于所述基座顶部，且通过所述小型电机A的转动带动所述圆盘的转动从而实现角反射器
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说 明 书
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水平方位的调节；所述角反射器上还连接有俯仰调节杆，所述俯仰调节杆与所述螺杆连接，所述螺杆竖直安装于所述小型电机B上，所述小型电机B通过一连接臂安装于所述圆盘上，且通过所述小型电机B的转动带动螺杆转动，使得俯仰调节杆沿着螺杆上下移动从而实现角反射器的俯仰方位的调节。[0007]进一步的，所述的基座为钢筋混凝土结构，其横截面为四边形；[0008]优选基座的侧面与水平面不垂直，以减小二面直角散射回波；[0009]进一步的，所述基座上设有预埋件，所述小型电机A通过该预埋件固定在所述基座的顶部；
[0010]进一步的，所述的角反射器包含一个底面，所述底面上设有两个相邻并对接的侧面，且所述的底面和侧面均为等腰直角三角形；[0011]优选的，所述的底面设有多个圆孔，用于漏水和尘土；[0012]进一步的，所述角反射器的底面应水平布设安装，且所述旋转横轴与圆盘保持水平；
[0013]进一步的，所述角反射器的底面上设有两个连接环，所述连接环焊接在角反射器上，并具有一定间距，所述旋转横轴穿过所述连接环与所述角反射器连接，所述角反射器可绕所述旋转横轴转动；[0014]进一步的，所述角反射器设有连接锚点，距所述角反射器底面100mm，所述俯仰调节杆通过所述连接锚点与所述角反射器连接，所述俯仰调节杆可伸缩，可绕所述连接锚点旋转，用于调节所述角反射器俯仰角，另外与所述连接竖杆一起支撑所述角反射器；[0015]进一步的，所述连接竖杆一端焊接在所述圆盘上，另一端焊接在所述旋转横轴上，用于支撑角反射器；[0016]进一步的，所述连接臂焊接在所述圆盘上，用于安装所述小型电机B；[0017]进一步的，所述圆盘通过联轴器A与小型电机A的轴相连，小型电机A的轴带动所述圆盘转动，从而通过所述连接竖杆和所述连接臂带动所述角反射器转动，实现所述角反射器水平方位的调节；[0018]进一步的，所述螺杆通过联轴器B安装在小型电机B上，所述俯仰调节杆套在所述螺杆的中间位置，所述螺杆随小型电机B正反向转动，带动所述俯仰调节杆上下移动，从而推动所述角反射器绕旋转横轴转动，实现所述角反射器的俯仰方位的调节。[0019]本发明的设计原理在于：
[0020]基于现有的角反射器装置不能自动/大范围调节的缺陷，本发明提供的装置增加自动调节结构，调节结构用于支撑角反射器和自动调节角反射器的水平和俯仰方位，其中，角反射器的水平方位调节原理：将小型电机用于水平方位调节中，小型电机带动调节结构中的圆盘转动，从而通过连接竖杆直接和连接臂间接带动角反射器转动，实现角反射器水平方位的0～360°调节；角反射器的俯仰方位调节原理：将小型电机用于俯仰方位调节中，并在电机上设置螺杆，调节结构中俯仰调节杆可随着螺杆的正反转沿着螺杆上下移动来推动角反射器绕调节结构中的旋转横轴转动，实现角反射器俯仰方位的±45°调节。[0021]本发明的有益效果为：
[0022]本发明的InSAR角反射器装置通过引入两台小型电机，并进行了电机各自安装位置设计、其分别和角反射的连接设计、电机使用过程中互不干扰的设计等，具体体现在：以
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说 明 书
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水平方位调节用电机为基准，将其和基座连接，在此基础上，通过联轴器将小型电机的轴与圆盘相连，小型电机的轴带动所述圆盘转动，并增加连接臂，其在实现俯仰方位调节用小型电机安装的同时，可间接带动角反射器转动，使得水平方位调整不受影响，另外，直接在小型电机上增加一螺杆结构，使得俯仰调节杆可随着螺杆的正反转沿着螺杆上下移动来推动角反射器绕调节结构中的旋转横轴转动；本发明的装置首次实现了水平角和俯仰角的自动调节，且调整范围大，能够实现角反射器俯仰方位的±45°，水平方位的0～360°调节，本发明的装置调节能节省工作成本、提高工作效率，而且水平角和俯仰角调整时角度计量精度转换为电机精度，提高了安装精度。附图说明
[0023]所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本发明可自动调节方位的InSAR角反射器的结构示意图。[0025]其中：1为基座，2为角反射器，3为连接环，4为连接锚点，5为圆盘，6为连接臂，7为连接杆，8为小型电机A，9为小型电机B，10为螺杆，11为旋转横轴，12为俯仰调节杆，13为联轴器A，14为联轴器B，15为电机安装架。具体实施方式
[0026]下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。[0027]在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。[0028]参见图1，本实施例提供一种具有自动调节功能的INSAR角反射器装置，由InSAR角反射器由基座1、自动方位调节装置和角反射器2三部分组成，其中自动方位调节装置包含连接环3，连接锚点4，圆盘5，连接臂6，连接竖杆7，小型电机A 8，小型电机B 9，螺杆10，旋转横轴11，俯仰调节杆12，联轴器A 13，联轴器B 14，电机安装架15。[0029]基座1为钢筋混凝土结构，其横截面为四边形，顶部尺寸为300mm*300mm，底部尺寸为600mm*600mm，高度为1500mm，顶部留有预埋件，用于自动调节装置的安装，具体的，小型电机A8通过该预埋件固定在所述基座1的顶部；且基座1的侧面与水平面不垂直，以减小二面直角散射回波；[0030]角反射器2为由三个相互垂直的等腰直角三角形的铝板组成，三角形铝板直角边长为1200mm*1200mm，厚度为4mm，三个铝板之间用角钢焊接，角钢的尺寸为30mm*30mm*4mm，角反射器底面的直角处及长边处均有开孔，开孔直径20mm，用于漏水和尘土；[0031]角反射器2底面上焊接两个连接环3，间距500mm，所述旋转横轴11穿过所述连接环3与所述角反射器2连接，旋转横轴11是直径为20mm钢管，角反射器2可绕旋转横轴11转动，
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旋转横轴11通过两个连接竖杆7与所述圆盘5连接，所述连接竖杆7的一端恰好分别在所述连接环3处固定，角反射器2的底面应水平布设安装，旋转横轴11与圆盘5水平，只要圆盘5水平则角反射器2的底面水平达到要求；圆盘5为直径300mm，高度为20mm的钢板，安装于电机安装架15上，通过联轴器A13与小型电机A8的轴相连，启动小型电机A8，圆盘5随小型电机A8转动，实现角反射器2水平方位的0～360°调节。[0032]所述角反射器2上设有连接锚点4，距所述角反射器2底面100mm，所述俯仰调节杆12通过所述连接锚点4与所述角反射器2连接，所述俯仰调节杆2可伸缩，可绕所述连接锚点4旋转，用于调节所述角反射器2俯仰角，另外还与所述连接竖杆7一起支撑所述角反射器2；所述俯仰调节杆2还与螺杆10连接，套在所述螺杆10的中间位置，所述螺杆通过联轴器B竖直安装在小型电机B9上，所述小型电机B9通过一连接臂6安装于所述圆盘5上，启动小型电机B9，螺杆10随小型电机B9转动，俯仰调节杆12沿螺杆10作直线运动，推动角反射器2绕旋转横轴11转动，实现角反射器2俯仰方位的±45°调节。
[0033]如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。
[0034]应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。[0035]本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。[0036]这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。[0037]本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。
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说 明 书 附 图
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图1
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