CN113640748B - 适用于复杂山区的低运维模块化角反射器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线电探测和测距领域，具体是一种适用于复杂山区的低运维模块化角反射器，包括有采用三段式连接拼叠式角反射器部件、俯仰角调节装置和固定底座；所述拼叠式角反射器部件由模块化铝板、连接扣件和端头锁止装置组成的三棱锥机构；所述俯仰角调节装置包括有固定底板、主齿轮、副齿轮、第一连接杆件、第二连接杆件和两个锁止扣件，组成“λ”形的俯仰角调节机构；所述固定底座包括有底座底板、连接螺杆、第三连接杆件、横撑加强杆件、后固定杆件和连接装置组成。该发明具有辅助调整朝向角度的装置，可以满足不同卫星的轨道拍摄参数要求；可以根据雷达卫星的波长选用不同的拼接方式得到不同尺寸的角反射器单元。

Description

适用于复杂山区的低运维模块化角反射器

技术领域

本发明涉及无线电探测和测距领域，具体涉及一种适用于复杂山区的低运维模块化角反射器。

背景技术

当前，合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)由于具备大范围、全天候/天时、非接触的多时相面域形变测量能力，被广泛应用于监测城市地下水开采诱发地表沉降、公/铁路路基运营期沉降、露天矿/页岩气开采、地震震间形变、冰山活动等领域。由于当前InSAR技术具备宏观的观测尺度、中等的观测频度、微观的测量精度，可作为传统人工地面排查及专业设备监测的重要补充，因此近年来也被广泛应用于地质灾害隐患识别工作。通过InSAR技术获取大范围地表形变信息来进行成灾风险研判，识别疑似地灾隐患并纳入管控。由于地灾频发区域多位于复杂山区，此类区域存在地形起伏、植被密覆、降雨丰沛等特点，极易导致InSAR技术难以有效获取地表形变。为此，在现有技术条件下常采用现场布设人工角反射器的方案来获取稳定的相干测量点。

为了保证一定的回波能量强度，现有的角反射器主要为三角锥形状的、由铝板等金属加工制造的装置。而常规角反射器在复杂山区使用时会存在如下一些问题：

1.角反射器缺少配合辅助调整朝向角度的装置，角反射器的俯仰角无法满足不同卫星的轨道拍摄参数要求。

2.针对复杂山区常用的C波段及L波段雷达卫星，通常角反射器的边长可达1-3m。在野外时较大的装置尺寸和复杂的俯仰角调节装置，非常不利于装置的运输、安装、维护等，而且需要更多的人力、物力。

3.在同一区域开展多源雷达卫星数据研究时，由于角反射器尺寸需满足不同雷达波段的回波强度，因而需设计加工多种尺寸的角反射器，而且在完成工作后角反射器的回收也会额外耗费一定的人力、物力，使得成本进一步增加。

发明内容

本发明目的是提供一种适用于复杂山区的低运维模块化角反射器，以解决常规角反射器在复杂山区运输安装难度大、维护不方便和无法调整角反射器朝向角度的问题，同时解决常规角反射器不同波段雷达卫星需单独设计角反射器尺寸造成成本较高的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的适用于复杂山区的低运维模块化角反射器技术手段如下：包括拼叠式角反射器部件、俯仰角调节装置和固定底座；所述角反射器部件、俯仰角调节装置、固定底座采用三段式连接；所述拼叠式角反射器部件包括有多个模块化铝板、多个连接扣件和多个端头锁止装置，所述模块化铝板为等腰三角形，所述模块化铝板连接成三棱锥结构，所述连接扣件用于连接相邻的模块化铝板，所述端头锁止装置安装三棱锥结构的端部；所述俯仰角调节装置包括有固定底板、主齿轮、副齿轮、第一连接杆件、第二连接杆件和两个锁止扣件，所述固定底板上设有两对齿轮固定架，所述主齿轮、副齿轮分别固定在两对齿轮固定架上，所述第一连接杆件的一端固定在第二连接杆件上，所述第一连接杆件的另一端铰接在主齿轮上，所述第二连接杆件的一端铰接在副齿轮上，一端铰接在拼叠式角反射器部件上；所述第一连接杆件和第二连接杆件上分别设有锁止扣件，所述锁止扣件用于卡住主齿轮和副齿轮；所述固定底座包括有底座底板、连接螺杆、第三连接杆件、横撑加强杆件、后固定杆件和连接装置，所述底座底板有两处支架座，所述支架座与第三连接杆件的一端铰接，所述第三连接杆件之间固定连接有横撑加强杆件，所述横撑加强杆件中部连接有后固定杆件，所述第三连接杆件和后固定杆件的另一端固定在连接装置上，所述连接装置固定在拼叠式角反射器部件的底部；所述俯仰角调节装置的固定底板固定在固定底座的底座底板上。

上述技术方案的适用于复杂山区的低运维模块化角反射器具有如下的技术优点：当前常用的民用X、C、L波段雷达卫星，雷达波长越长其所需的角反射器尺寸越大，而且同一区域常采用多种雷达卫星数据进行多源数据融合分析，在复杂山区安装、运输和维护成本相对较高。本发明采用标准化可自由装配调节的角反射器，采用同一标准化型号部件，可拼接成满足不同波段雷达卫星回波信号强度需求的多尺寸角反射器，极大的降低了复杂山区条件下工作开展所需的成本。本发明采用三片模块化铝板可拼接得到最小尺寸的角反射器单元，采用六片模块化铝板可得到中等尺寸的角反射器单元，并可根据需求通过拼接形成更大尺寸的角反射器单元，可以根据雷达卫星的波长选用不同的拼接方式，可在短时间内快速调整角反射器尺寸，使其满足回波强度要求。本发明采用角反射器部件、俯仰角调节部件、固定底座三段式连接方式，结构简单且易于拆卸安装，可根据工作需求快速布置或拆卸装置，而且俯仰角调节部件可以配合辅助调节角反射器部件的朝向角度，满足不同卫星的轨道拍摄参数要求。此外，本发明各部件均采用标准的模块化零件，可替换性强，如果因为人为或自然因素出现局部损坏时，可以较低的成本进行快速替换，在复杂山区开展工作时可有效降低后期使用成本。本发明采用金属连接杆件和齿轮，利用齿轮装置实现对连接角反射器部件俯仰角的调节，装置结构简单易于维护更换，有效降低运维成本。

优选地，设置有橡胶制作的端头锁止装置橡胶套，在锁住模块化铝板的同时，也能对模块化铝板起到一定的保护作用。

优选地，设置有可拆式合页或者连接绳制作的连接扣件，有利于模块化铝板安装和拆卸，同时便于组装成各种不同尺寸的角反射器单元。

优选地，在锁止扣件与主齿轮和副齿轮接触的一端，设置有与主齿轮和副齿轮模数一致的单齿，可以使锁止扣件与主齿轮和副齿轮咬合时锁紧更加牢靠。

优选地，设置有高强度树脂齿轮制作的主齿轮和副齿轮，在复杂山区多水汽的条件下能使俯仰角调节装置能更稳定的工作。

优选地，在主齿轮和副齿轮的端面上设置有圆柱销，可以方便的将连接杆件与齿轮铰接在一起，便于安装和拆卸。

附图说明

图1为本发明中的左视图；

图2为本发明中的右视图；

图3为本发明中三片式角反射器部件拼装前示意图；

图4为本发明中三片式角反射器部件拼装后示意图；

图5为本发明中六片式角反射器部件拼装前示意图；

图6为本发明中六片式角反射器部件拼装后示意图；

图7为本发明中的俯仰角调节装置示意图；

图8为本发明中的固定底座示意图。

图中主要元件符号说明如下：

1、角反射器部件；2、俯仰角调节装置；3、固定底座；

4、模块化铝板；5、连接扣件；6、端头锁止装置；7、固定底板；8、主齿轮；9、副齿轮；10、第一连接杆件；11、第二接杆件；12、锁止扣件；13、底座底板；14、连接螺栓；15、第三连接杆件；16、横撑加强杆件；17、后固定杆件；18、连接装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1和2所示，本实例为一种适用于复杂山区的低运维模块化角反射器设备，具有角反射器部件1、俯仰角调节装置2、固定底座3。

如图3、4、5和6所示，角反射器部件由模块化铝板4、连接扣件5和橡胶材质的端头锁止装置6组成，模块化铝板4优选为等腰三角形的铝板，多块模块化铝板4连接成三棱锥结构；端头锁止装置6为橡胶套，安装三棱锥结构的端部。连接扣件5用于连接相邻的模块化铝板4，连接扣件5位于模块化铝板4三条边的中点上，连接扣件5优选为可拆卸的合页，通过三片式、六片式拼接，可以组成不同尺寸的角反射器部件。

如图7所示，俯仰角调节装置由固定底板7、主齿轮8、副齿轮9、第一连接杆件10、第二连接杆件11、两个锁止扣件12组成。主齿轮8、副齿轮9通过固定底板7上的齿轮支架固定后，主齿轮8和副齿轮9分别与第一连接杆件10、第二连接杆件11连接，主齿轮8和副齿轮9的端面上设有圆柱销，圆柱销焊接固定在齿轮上；通过转动主齿轮8，由第一连接杆件10、第二连接杆件11带动副齿轮9转动，并且实现第二连接杆件11连接角反射器部件的转动，进而实现俯仰角调节。主齿轮8和副齿轮9采用高强度树脂制作；两个锁止扣件呈“L”形，两个锁止扣件12的一端分别铰接在第一连接杆件10和第二连接杆件11上，另一端上设有与主齿轮8和副齿轮9模数一致的单齿，利用两个锁止扣件12分别实现主齿轮8和副齿轮9的锁紧，确保在人工调节俯仰角调节装置后处于稳定状态。

如图8所示，固定底座3由底座底板13、连接螺栓14、第三连接杆件15、横撑加强杆件16、后固定杆件17、连接装置18组成。通过用连接螺栓14将第三连接杆件15铰接固定在底座底板13上的支架座上，横撑加强杆件16固定在两根第三连接杆件15之间，将两根第三连接杆件15和后固定杆件17的上端与连接装置18连接，最后将角反射器部件固定于连接装置18之上。

本发明工作原理：1、首先根据项目工作拟选用的雷达卫星波段，确定角反射器尺寸。将零部件加工并运输至作业处后，利用标准化铝板、连接扣件和橡胶材质的端头锁止装置，拼装成满足设计要求的角反射器部件。2、整平场地后，由底座底板、连接螺栓、第三连接杆件、横撑加强杆件、后固定杆件、连接装置拼接成固定底座，并根据雷达卫星轨道参数调整固定底座空间朝向，使其对准卫星拍摄方向。3、将固定底板与固定底座连接，随后将主齿轮、副齿轮、第一连接杆件、第二连接杆件、锁止扣件依次拼接，并将第二连接杆件的另一端与角反射器部件连接。连接完毕后，通过人工调节主齿轮，使角反射器部件的俯仰角满足设计要求，最后检查两个锁止扣件确保正确固定主齿轮和副齿轮。4、如需在同一区域实现不同雷达卫星的有效回波，可利用标准化铝板、连接扣件和端头锁止装置，采用不同拼接方式在短时间内快速调整角反射器尺寸。此外，由于山区野外工作条件复杂，若布设的角反射器因人为或自然因素局部损坏，在雷达卫星过顶前可迅速对损坏的部件进行单独替换。

综上所述，本发明相对于常规角反射器具备结构简单、制成维护成本较低，不但可根据雷达卫星波段快速组装为不同尺寸，还可以调整朝向角度满足不同卫星的轨道拍摄，适用于地形起伏、植被密覆、降雨丰沛的复杂山区环境。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种适用于复杂山区的低运维模块化角反射器，其特征在于：包括拼叠式角反射器部件、俯仰角调节装置和固定底座；所述角反射器部件、俯仰角调节装置、固定底座采用三段式连接；

所述拼叠式角反射器部件包括有多个模块化铝板、多个连接扣件和多个端头锁止装置，所述模块化铝板为等腰三角形，所述模块化铝板连接成三棱锥结构，所述连接扣件用于连接相邻的模块化铝板，所述端头锁止装置安装三棱锥结构的端部；

所述俯仰角调节装置包括有固定底板、主齿轮、副齿轮、第一连接杆件、第二连接杆件和两个锁止扣件，所述固定底板上设有两对齿轮固定架，所述主齿轮、副齿轮分别固定在两对齿轮固定架上，所述第一连接杆件的一端固定在第二连接杆件上，所述第一连接杆件的另一端铰接在主齿轮上，所述第二连接杆件的一端铰接在副齿轮上，一端铰接在拼叠式角反射器部件上；所述第一连接杆件和第二连接杆件上分别设有锁止扣件，所述锁止扣件用于卡住主齿轮和副齿轮；

所述固定底座包括有底座底板、连接螺杆、第三连接杆件、横撑加强杆件、后固定杆件和连接装置，所述底座底板有两处支架座，所述支架座与第三连接杆件的一端铰接，所述第三连接杆件之间固定连接有横撑加强杆件，所述横撑加强杆件中部连接有后固定杆件，所述第三连接杆件和后固定杆件的另一端固定在连接装置上，所述连接装置固定在拼叠式角反射器部件的底部；所述俯仰角调节装置的固定底板固定在固定底座的底座底板上。

2.根据权利要求1所述的一种适用于复杂山区的低运维模块化角反射器，其特征在于：所述端头锁止装置为橡胶套。

3.根据权利要求1所述的一种适用于复杂山区的低运维模块化角反射器，其特征在于：所述连接扣件为可拆式的合页或者连接绳。

4.根据权利要求1所述的一种适用于复杂山区的低运维模块化角反射器，其特征在于：所述两个锁止扣件呈“L”形，所述两个锁止扣件的一端分别铰接在第一连接杆件和第二连接杆件上，另一端设有与主齿轮和副齿轮模数一致的单齿。

5.根据权利要求1所述的一种适用于复杂山区的低运维模块化角反射器，其特征在于：所述主齿轮和副齿轮采用高强度树脂制作。

6.根据权利要求1所述的一种适用于复杂山区的低运维模块化角反射器，其特征在于：所述主齿轮和副齿轮的端面上设有圆柱销，所述圆柱销焊接固定在主齿轮和副齿轮的端面上。

7.根据权利要求3所述的一种适用于复杂山区的低运维模块化角反射器，其特征在于：所述连接扣件位于模块化铝板三条边的中点上。