(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 108362262 A
(43)申请公布日 2018.08.03
(21)申请号 CN201810123699.9
(22)申请日 2018.02.07
(71)申请人 大连航天北斗科技有限公司
    地址 116300 辽宁省大连市高新园区火炬路56A集电大厦20层
(72)发明人 孙浩 王家欢 李春晓 苏扬
(74)专利代理机构 大连智高专利事务所(特殊普通合伙)
    代理人 盖小静
(51)Int.CI
     
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      利用空间坐标旋转矩阵反解出构建物倾斜角度的方法
(57)摘要
      本发明公开了一种利用空间坐标旋转矩阵反解出构建物倾斜角度的方法，具体包括：步骤1，建立坐标系：当构建物未发生倾斜时，以天线相位中心为坐标原点建立东北天坐标系；步骤2，坐标系旋转：当构建物发生倾斜后，设天线相位中心在东北天坐标系中的位置坐标为(x,y,z)，以原点为中心旋转东北天坐标系以生成新坐标系；步骤3，变换矩阵；步骤4，继而解算出偏航角和俯仰角，该方法利用空间几何原理，通过坐标系旋转得到与构建物倾角相等的角度，再通过空间坐标系旋转矩阵，在仅知天线相位中心坐标信息的前提下解算出构建物倾角，并保证了结果精度。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2021-08-27
发明专利申请公布后的驳回
发明专利申请公布后的驳回
2018-08-28
实质审查的生效
实质审查的生效
2018-08-03
公开
公开
权 利 要 求 说 明 书
1.一种利用空间坐标旋转矩阵反解出构建物倾斜角度的方法,其特征在于,具体包括:
步骤1,建立坐标系:当构建物未发生倾斜时,以天线相位中心为坐标原点建立东北天坐标系;
步骤2,坐标系旋转:当构建物发生倾斜后,设天线相位中心在东北天坐标系中的位置坐标为(x,y,z),以原点为中心旋转东北天坐标系以生成新坐标系,使其y轴经过倾斜后的天线相位中心,坐标系之间的夹角与铁塔的倾斜夹角相等,设倾斜后天线相位中心在新坐标系下的位置坐标为(0,b
12
,0);
步骤3,变换矩阵:由坐标旋转变化矩阵可得(x,y,z)与(0,b
12
,0)之间的关系如下:
       
     
步骤4,l
2
由接收机测得,继而解算出偏航角和俯仰角如下:
       
     
       
     
2.根据权利要求1所述一种利用空间坐标旋转矩阵反解出构建物倾斜角度的方法,其特征在于,每一个坐标轴的旋转对应着一个坐标旋转矩阵,相应于X轴,Z轴,Y轴的旋转矩阵为:
风力发电的原理
       
     
       
     
       
     
其中α偏航角,γ为俯仰角,β为横滚角,本申请对构建物倾斜的测量只考虑偏航角α和俯仰角γ;设构建物倾斜前后天线相位中心点在新坐标系中的位置分别为b
1
=[0 0 0]
T
,b
2
=[0 b
12
0]
T
,从东北天坐标系到新坐标系的姿态变换矩阵为:
       
     
根据姿态转换矩阵的正交性,即矩阵的转置等于矩阵的逆,由上式将倾斜后天线相位中心点坐标b
2
转换为东北天坐标系中得到其当地水平坐标l
2
。
说  明  书
<p>技术领域
本申请属于风力发电机塔、杆塔、桥梁、路基、高构建物等的测量、监测领域,具体说是一种利用空间坐标旋转矩阵反解出构建物倾斜角度的方法。
背景技术
加速度并不能直接表示物体的倾角,需要通过公式转换才能得到倾角值。经过实验,使用加速度传感器测量倾角基本可以满足测量的要求,但也存在很多不足。主要有:
1.测量结果不稳定。静止状态时,测量的倾角数值仍然在小范围不断变化。主要原因是加速度传感器容易受外界干扰。因此需要加入更为高级的滤波算法,才能得到更稳定的结果。