專利名稱：一種全方位多角度測定平臺的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及遙感觀測技術領域，特別是一種遙感測定平臺。
背景技術：
以遙感信息反演陸面溫度，是遙感應用領域中的一個重大課題，其主要難點有3點確定陸地表面比輻射率、熱輻射的方向性、大氣輻射傳輸。目前在確定陸地表面比輻射率和大氣輻射傳輸方面已取得有效進展。對熱紅外輻射的方向性問題，到近年開展熱紅外定量遙感后才引起高度重視，這是多角度熱紅外遙感的主要研究內(nèi)容。
影響地物熱輻射方向性有3個主要因子象元(視場)尺度內(nèi)地物三維熱輻射分布的非均勻性、象元等效比輻射率的方向性分布、環(huán)境輻射照度的方向性分布。
這3種因子混合在一起，如果不揭示產(chǎn)生熱輻射方向性的各個因子的“影響權重”，就難以理解熱輻射方向性的形成機理和規(guī)律，難以建立熱輻射方向性的定量模型。為了更好地研究輻射方向性的定量模型，無論是可見光、近紅外、熱紅外遙感，都迫切需要能夠反映客觀實際的多角度觀測數(shù)據(jù)。
因此，快速、準確的多角度測定平臺是獲取數(shù)據(jù)的前提。國外的多角度觀測平臺大多適合實驗室使用，不宜搬動。1992年美國NEBRASKA大學首先發(fā)明了適合野外的大型機械手，進行地表反射輻射和熱輻射的全方位多角度的自動測定，但結構復雜，投資昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是為克服現(xiàn)有技術結構復雜、不易野外使用的缺點，完成一種結構簡便的全方位多角度測定平臺，用于野外遙感測量，可以更換不同測量儀器，在不同方位、不同角度、植被不同生長高度進行觀測。
為了便于理解，這里引進后面的


圖1是全方位多角度測定平臺的主視組裝示意圖。
圖2是全方位多角度測定平臺的俯視組裝示意圖。
本發(fā)明的技術方案是全方位多角度測定平臺，包括軌道11、軌道車12、移動測桿13、固定測桿18、移動測量儀器14、固定測量儀器24、臺架立柱51、臺架52、計算機15、導線16，其特征是軌道11為大于180°的部分圓周形；多根臺架立柱51固定在軌道車12上，臺架52上有相應的孔套在臺架立柱51上，并可用鎖緊螺絲53將其固定；移動測桿13下端有軸連接在臺架52上，移動測桿上端連接有移動測桿橫臂21，伸向軌道的圓周中心方向，移動測桿橫臂21終端裝有移動測量儀器14；軌道車有輪子22置于軌道上，軌道車載有水平運動電機31，通過水平運動傳動裝置32連接軌道車的輪子22；臺架52上載有垂直運動電機41，通過垂直運動傳動裝置42連接移動測桿13；計算機15通過導線16分別連接兩部電機；固定測桿18放置在軌道圓周外側的地面上，固定測桿18上端連接有固定測桿橫臂19，固定測桿橫臂終端裝有固定測量儀器24，并伸到軌道的圓周中心上方。
軌道11放置在地面上，軌道下面裝有若干地腳螺絲，通過調(diào)節(jié)地腳螺絲的高度使軌道面處于水平。軌道是大半圓形，軌道車12在軌道上可以作180°滑動。為使用方便，軌道可以是分段的，便于在現(xiàn)場裝卸。
移動測桿13可以分為兩段，下段為雙桿平行連在一起；上段為單桿，可以插入到下段雙桿之間，并用卡子固定，使得移動測桿的高度可以調(diào)節(jié)到植被零平面位移高度。
固定測桿18可以用任何常規(guī)方法固定在地面上，為避免與移動測桿13互相碰撞，固定測桿的高度通常應大于移動測桿13的高度。
裝在軌道車上的水平運動電機31和垂直運動電機41最好均為步進電機，按照計算機發(fā)出的指令動作，水平運動電機31通過水平運動傳動裝置32使軌道車在軌道上移動，達到傳感器改變觀測方位的目的。垂直運動電機41通過垂直運動傳動裝置42驅(qū)動移動測桿的軸，使移動測桿13可作俯仰運動，達到傳感器改變觀測天頂角的目的。
移動測桿橫臂21的長度是可調(diào)的，移動測桿橫臂的終端可以裝移動測量儀器14，移動測量儀器即傳感器，可以更換，例如換為熱象儀、紅外測溫儀、紅外輻射計、可見光相機、數(shù)字相機等。
固定測桿橫臂19的長度也是可調(diào)的，使固定測桿橫臂終端的測量儀器24可以伸到軌道圓周中心的正上方，用于測量參照值，以便知道移動測量儀器測出的變化是角度引起的，還是時間變化引起的。固定測量儀器也可以更換，例如換為熱象儀、紅外測溫儀、紅外輻射計、可見光相機、數(shù)字相機等。
連接輪子22的水平運動傳動裝置32是由諧波器、齒輪和蝸輪蝸桿組成的諧波減速器。連接移動測桿13的垂直運動傳動裝置42也是由諧波器、齒輪和蝸輪蝸桿組成的諧波減速器。
移動測桿13的速度可以在接近終端前由計算機控制自動降速，以保證在測桿停止運動時，支桿和傳感器不因慣性的作用而產(chǎn)生來回振蕩。
計算機是常規(guī)的PC機，導線也是常規(guī)的。
本發(fā)明的有益效果是便于在野外搬動、安裝，可以根據(jù)植被生長情況調(diào)節(jié)高度，可應用各種測量儀器，進行全方位、多角度的測量。

圖1是全方位多角度測定平臺的主視組裝示意圖。
圖2是全方位多角度測定平臺的俯視組裝示意圖。
具體實施例方式以下描述僅表示本發(fā)明的一種具體實施方式
，只是為了進一步對本發(fā)明進行說明，而并不對本發(fā)明進行限制。
全方位多角度測定平臺，包括軌道11、軌道車12、移動測桿13、固定測桿18、移動測量儀器14、固定測量儀器24、臺架立柱51、臺架52、計算機15、導線16。
軌道放置在地面上，軌道下面裝有若干地腳螺絲，通過調(diào)節(jié)地腳螺絲高度使軌道面處于水平。軌道是大半圓形，使得軌道車可以作180°滑動，其缺口面向南面，以便使移動測桿的陰影不會影響被測的植被。為使用方便，軌道是分段的，便于在現(xiàn)場裝卸。
軌道車上固定有4根臺架立柱，臺架連接在臺架立柱上，移動測桿下端有軸連接在臺架上。
移動測桿分為兩段，可以伸縮，下段為雙桿平行連在一起；上段為單桿，可以插入到下段雙桿之間，并用卡子固定住，人工調(diào)節(jié)好臺架的高度并用鎖緊螺絲固定住，調(diào)節(jié)好移動測桿的高度，以適應不同季節(jié)植物生長高度的變化。移動測桿頂部連接移動測桿橫臂，是一根橫桿，用卡子固定在支桿上，伸向?qū)к壍膱A周中心，調(diào)節(jié)好移動測桿橫臂的長度，在移動測桿橫臂終端裝上熱像儀。移動測桿高度應調(diào)節(jié)到植被零平面位移高度，使得傳感器視場中心點不隨觀測角變化而改變位置。
軌道車裝有兩個防側滑的承重輪子，置于軌道上。軌道車載有水平運動電機，臺架載有垂直運動電機，均為步進電機，計算機通過導線分別連接兩部電機。
按照計算機發(fā)出的指令動作，水平運動電機通過諧波減速器直接驅(qū)動軌道車的輪子，使軌道車在軌道上移動，達到傳感器改變觀測方位的目的。垂直運動電機通過垂直運動傳動裝置直接驅(qū)動移動測桿的軸，使移動測桿可作俯仰運動，達到傳感器改變觀測天頂角的目的。
垂直運動傳動裝置采用由諧波器、齒輪和蝸輪蝸桿組成的諧波減速器，能產(chǎn)生0.3～40N·m的力矩，能驅(qū)動2m高的移動測桿和1.5kg質(zhì)量的熱象儀。
固定測桿用地腳釘固定在軌道圓周北側的地面上，以免其陰影干擾被測植被，固定測桿上端的固定測桿橫臂上裝有熱像儀，并伸到軌道的圓周中心上方。固定測桿的高度為3m，移動測桿的最大高度為2.5m。
移動測桿的俯仰速度在接近終點前由計算機控制自動降速，以防止移動測桿和傳感器由于慣性而造成的振動。
計算機是常規(guī)的PC機。
測量時，計算機的控制信號通過導線傳到水平運動步進電機上，水平運動步進電機啟動，通過水平運動諧波減速器減速，直接驅(qū)動軌道車沿圓周運動到確定位置?？刂菩盘栐偻ㄟ^導線傳到垂直運動步進電機上，垂直運動步進電機通過垂直運動諧波減速器減速，再帶動移動測桿改變俯仰角度，運動到確定角度。
此時兩個熱像儀都開始測量。
權利要求
1.一種全方位多角度測定平臺，包括軌道(11)、軌道車(12)、移動測桿(13)、固定測桿(18)、移動測量儀器(14)、固定測量儀器(24)、臺架立柱(51)、臺架(52)、計算機(15)、導線(16)，其特征是軌道(11)為大于180°的部分圓周形；多根臺架立柱(51)固定在軌道車(12)上，臺架(52)上有相應的孔套在臺架立柱(51)上，并可用鎖緊螺絲(53)將其固定；移動測桿(13)下端有軸連接在臺架(52)上，移動測桿上端連接有移動測桿橫臂(21)，伸向軌道的圓周中心方向，移動測桿橫臂(21)終端裝有移動測量儀器(14)；軌道車有輪子(22)置于軌道上，軌道車載有水平運動電機(31)，通過水平運動傳動裝置(32)連接軌道車的輪子(22)；臺架(52)上載有垂直運動電機(41)，通過垂直運動傳動裝置(42)連接移動測桿(13)；計算機(15)通過導線(16)分別連接兩部電機；固定測桿(18)放置在軌道圓周外側的地面上，固定測桿(18)上端連接有固定測桿橫臂(19)，固定測桿橫臂終端裝有固定測量儀器(24)，并伸到軌道的圓周中心上方。
2.根據(jù)權利要求1所述的全方位多角度測定平臺，其特征是軌道下面裝有調(diào)節(jié)高度的地腳螺絲，并且軌道是可分段裝卸的。
3.根據(jù)權利要求1所述的全方位多角度測定平臺，其特征是移動測桿(13)分為兩段，下段為雙桿平行連在一起；上段為單桿，可以插入到下段雙桿之間，并用卡子固定，使移動測桿的高度可調(diào)。
4.根據(jù)權利要求1所述的全方位多角度測定平臺，其特征是固定測桿(18)的高度大于移動測桿(13)的高度。
5.根據(jù)權利要求1所述的全方位多角度測定平臺，其特征是移動測桿橫臂(21)、固定測桿橫臂(19)的長度均是可調(diào)的。
6.根據(jù)權利要求1所述的全方位多角度測定平臺，其特征是所述電機均為步進電機。
7.根據(jù)權利要求1所述的全方位多角度測定平臺，其特征是連接輪子(22)的水平運動傳動裝置(32)是由諧波器、齒輪和蝸輪蝸桿組成的諧波減速器。
8.根據(jù)權利要求1所述的全方位多角度測定平臺，其特征是連接移動測桿(13)的垂直運動傳動裝置(42)是由諧波器、齒輪和蝸輪蝸桿組成的諧波減速器。
9.根據(jù)權利要求1所述的全方位多角度測定平臺，其特征是移動測量儀器(14)是熱像儀、紅外測溫儀、紅外輻射計、可見光相機、數(shù)字相機之一；固定測量儀器(24)是熱像儀、紅外測溫儀、紅外輻射計、可見光相機、數(shù)字相機之一。
10.根據(jù)權利要求1所述的全方位多角度測定平臺，其特征是移動測桿(13)的速度在接近終端前由計算機控制自動降速。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種全方位多角度測定平臺，涉及遙感觀測技術領域中的遙感測定平臺，便于在不同季節(jié)進行野外全方位多角度的測量。本發(fā)明包括軌道車、部分圓周形的軌道、臺架、移動測桿、固定測桿、計算機、導線，測桿上端連接有橫臂，橫臂終端裝有測量儀器；軌道車載有水平運動電機和垂直運動電機，分別通過傳動裝置連接軌道車的輪子和移動測桿。本發(fā)明用于遙感觀測中的參數(shù)測量。
文檔編號G12B5/00GK1514443SQ0216013
公開日2004年7月21日 申請日期2002年12月31日 優(yōu)先權日2002年12月31日
發(fā)明者張仁華, 陳績, 孫曉敏, 朱治林, 唐新齋 申請人:中國科學院地理科學與資源研究所