FR2661982A1 - RECEIVER ANTENNA APPARATUS WITH GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS) EQUIPPED WITH A REFLECTIVE MIRROR. - Google Patents
RECEIVER ANTENNA APPARATUS WITH GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS) EQUIPPED WITH A REFLECTIVE MIRROR. Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un appareil à antenne réceptrice à système de positionnement global (GPS) équipé d'un miroir réfléchissant. L'appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un miroir réfléchissant (8) et une antenne (1) du type à microbande pour recevoir des ondes radio transmises depuis des satellites GPS, le miroir réfléchissant (8) étant porté par une base (7) de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe horizontal (9), ainsi que tourner autour d'un premier axe vertical (7), l'antenne (1) étant portée par ladite base (6) au-dessus du miroir réfléchissant (8) de manière à pouvoir tourner autour d'un second axe vertical (2) qui est coaxial au premier axe vertical (7). Application à la télémétrie électronique et à la tachéométrie.A global positioning system (GPS) receiver antenna apparatus equipped with a reflecting mirror is disclosed. The apparatus according to the invention is characterized in that it comprises a reflecting mirror (8) and an antenna (1) of the microstrip type for receiving radio waves transmitted from GPS satellites, the reflecting mirror (8) being carried by a base (7) so as to be able to pivot about a horizontal axis (9), as well as to rotate around a first vertical axis (7), the antenna (1) being carried by said base (6) to the -above the reflecting mirror (8) so as to be able to rotate about a second vertical axis (2) which is coaxial with the first vertical axis (7). Application to electronic telemetry and tacheometry.
Description
Appareil à antenne réceptrice à système de positionnementReceiver antenna apparatus with positioning system
qlobal (GPS) équipé d'un miroir réfléchissant. qlobal (GPS) equipped with a reflecting mirror.
La présente invention concerne un appareil à antenne réceptrice à système de positionnement global (GPS) équipé d'un miroir réfléchissant, c'est-àdire un appareil à antenne qui reçoit des ondes radio transmises depuis des satellites GPS et qui est équipé d'un miroir réfléchissant, cet appareil étant utilisé dans un télémètre électronique (tachéomètre) ou The present invention relates to a global positioning system (GPS) receiving antenna apparatus equipped with a reflecting mirror, ie an antenna apparatus which receives radio waves transmitted from GPS satellites and which is equipped with a reflective mirror, this device being used in an electronic rangefinder (tacheometer) or
une station totale.a total station.
Classiquement, on connaît un procédé de mesure par interféromètre GPS dans lequel les ondes radio transmises depuis des satellites GPS sont reçues par des antennes du type à microbande disposées en deux points distants l'un de l'autre, on obtient les valeurs des coordonnées de ces deux points (c'est-à-dire les valeurs des coordonnées avec le centre de la terre pris comme origine), et on calcule la distance entre les deux points à partir de ces valeurs Un appareil à antenne utilisé pour cette mesure comprend une antenne montée sur un tripode et un récepteur connecté à l'antenne Les signaux reçus par l'antenne sont calculés par le récepteur, pour indiquer les valeurs des coordonnées du point. L'appareil à antenne décrit ci-dessus est équipé seulement d'une fonction de réception des ondes radio provenant des satellites GPS Lorsque les ondes radio sont empêchées d'atteindre l'antenne par un immeuble ou similaire, elles ne peuvent pas être reçues par l'antenne Donc, lorsque la mesure est effectuée par un télémètre électronique ou une station totale en faisant de la position à laquelle est montée l'antenne un point de levé, l'appareil à antenne doit être enlevé pour le remplacer par un appareil à miroir réfléchissant Il en résulte que la mesure avec l'appareil à antenne classique prend du temps et ne peut pas être faite rapidement. La présente invention a en conséquence pour but de fournir un appareil à antenne qui permette de résoudre le problème Conventionally, a GPS interferometer measurement method is known in which the radio waves transmitted from GPS satellites are received by microstrip type antennas arranged at two points distant from each other, the values of the coordinates of these two points (that is to say the values of the coordinates with the center of the earth taken as origin), and the distance between the two points is calculated from these values. An antenna apparatus used for this measurement comprises a antenna mounted on a tripod and a receiver connected to the antenna The signals received by the antenna are calculated by the receiver, to indicate the values of the coordinates of the point. The antenna apparatus described above is equipped only with a function of receiving radio waves from GPS satellites. When radio waves are prevented from reaching the antenna by a building or the like, they can not be received by the antenna So, when the measurement is performed by an electronic range finder or a total station by making the position at which the antenna is mounted a survey point, the antenna apparatus must be removed to replace it with a device to Reflective mirror As a result, measurement with the conventional antenna apparatus takes time and can not be done quickly. It is therefore an object of the present invention to provide an antenna apparatus which makes it possible to solve the problem
précédent associé aux appareils à antenne classique. previous associated with conventional antenna devices.
A cet effet, l'invention a pour objet un appareil à antenne réceptrice à système de positionnement global (GPS) équipé d'un miroir réfléchissant, caractérisé en ce qu'il comprend un miroir réfléchissant et une antenne du type à microbande pour recevoir des ondes radio transmises depuis des satellites GPS, le miroir réfléchissant étant porté par une base de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe horizontal ainsi que tourner autour d'un premier axe vertical, l'antenne étant portée par ladite base au-dessus du miroir réfléchissant de manière à pouvoir tourner autour d'un second axe vertical qui est For this purpose, the subject of the invention is a global positioning system (GPS) receiving antenna apparatus equipped with a reflecting mirror, characterized in that it comprises a reflecting mirror and a microstrip type antenna for receiving radio waves transmitted from GPS satellites, the reflecting mirror being carried by a base so as to be pivotable about a horizontal axis and rotate about a first vertical axis, the antenna being carried by said base above the reflecting mirror so as to be able to rotate around a second vertical axis which is
coaxial au premier axe vertical.coaxial with the first vertical axis.
Dans le dispositif, selon la présente invention, le miroir réfléchissant peut pivoter en-dessous de l'antenne du type à microbande, indépendamment de celle-ci, autour de l'axe horizontal Le miroir réfléchissant peut également tourner autour du premier axe vertical pour changer sa direction, de manière à le positionner exactement opposé au télémètre In the device, according to the present invention, the reflecting mirror is pivotable below the microstrip type antenna, independently thereof, about the horizontal axis. The reflecting mirror can also rotate about the first vertical axis for change its direction, so as to position it exactly opposite to the rangefinder
électronique ou à la station totale. electronic or at the total station.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description The invention will be well understood on reading the description
suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en élévation frontale d'une première forme de réalisation d'un appareil selon l'invention; la figure 2 est une vue en élévation latérale, partiellement en coupe, de l'appareil de la figure 1; la figure 3 est une vue en élévation frontale d'une deuxième forme de réalisation d'un appareil selon l'invention; la figure 4 est une vue en élévation latérale, partiellement en coupe, de l'appareil de la figure 3; et la figure 5 est une vue en élévation latérale d'un appareil selon une troisième forme de FIG. 1 is a front elevational view of a first embodiment of an apparatus according to the invention; Figure 2 is a side elevational view, partly in section, of the apparatus of Figure 1; Figure 3 is a front elevational view of a second embodiment of an apparatus according to the invention; Figure 4 is a side elevational view, partly in section, of the apparatus of Figure 3; and FIG. 5 is a side elevational view of an apparatus according to a third form of
réalisation de l'invention.embodiment of the invention.
On va décrire des exemples de réalisation de l'invention en Exemplary embodiments of the invention will be described in
référence aux dessins.reference to the drawings.
Les figures 1 et 2 représentent une première forme de Figures 1 and 2 represent a first form of
réalisation de l'invention.embodiment of the invention.
Une antenne 1 du type à microbande, en forme de disque, pour le système de positionnement global (GPS) est montée sur un carter ou un boîtier 3 contenant à l'intérieur un préamplificateur, le carter 3 étant porté à l'extrémité supérieure d'un second axe vertical de support 2, de manière à pouvoir tourner autour de celui-ci Le second axe vertical de support 2 présente, dans sa position intermédiaire, un châssis 4 en forme de tube carré Une pièce de fond 5, qui est fixée à l'extrémité de fond du second axe vertical de support 2, est portée à rotation par un premier axe vertical de support 7 qui est disposé sur une base 6 dans une portion de connexion entre la pièce de fond 5 et la base 6 Une partie du second axe vertical de support 2, le châssis 4 et la pièce de fond 5 constituent un organe de support pour porter un prisme 8 qui An antenna 1 of the disk-shaped microband type for the Global Positioning System (GPS) is mounted on a housing or housing 3 containing a preamplifier therein, the housing 3 being carried at the upper end of the housing. a second vertical support axis 2, so as to be rotatable about it The second vertical support axis 2 has, in its intermediate position, a frame 4 in the form of a square tube A base part 5, which is fixed at the bottom end of the second vertical support axis 2 is rotatably supported by a first vertical support axis 7 which is disposed on a base 6 in a connecting portion between the bottom piece 5 and the base 6. of the second vertical support axis 2, the frame 4 and the bottom part 5 constitute a support member for carrying a prism 8 which
sera décrit ci-après.will be described below.
Ces premier et second axes verticaux de support 7, 2 sont disposés coaxiaux l'un à l'autre Le prisme 8, qui sert de miroir réfléchissant, est fixé à un axe horizontal 9 qui est monté rotatif sur le châssis 4 Dans cet ensemble, le prisme 8 peut pivoter vers le haut et vers le bas autour de l'axe horizontal 9, et peut également tourner autour du premier axe vertical de support 7 par l'intermédiaire de l'organe de support La base 6 est montée, par exemple, sur un tripode (non représenté) Le préamplificateur est connecté, par un câble coaxial 10, à un récepteur (non représenté) Dans les figures, la référence numérique 11 indique une plaque-cible qui est divisée, dans un but de discrimination, par coloration en jaune et noir, et est fixée par des vis 12 au second axe These first and second vertical support axes 7, 2 are arranged coaxial with each other. The prism 8, which serves as a reflecting mirror, is fixed to a horizontal axis 9 which is rotatably mounted on the frame 4. the prism 8 can pivot upwards and downwards about the horizontal axis 9, and can also rotate around the first vertical support axis 7 via the support member The base 6 is mounted, for example on a tripod (not shown) The preamplifier is connected by a coaxial cable 10 to a receiver (not shown). In the figures, reference numeral 11 indicates a target plate which is divided, for the purpose of discrimination, by coloring in yellow and black, and is fixed by screws 12 to the second axis
vertical de support 2.vertical support 2.
Les figures 3 et 4 représentent une seconde forme de Figures 3 and 4 show a second form of
réalisation de l'appareil selon l'invention. embodiment of the apparatus according to the invention.
Une antenne 1 est fixée à un carter 3, contenant un préamplificateur, qui est fixé à la portion supérieure d'un châssis 13 en forme de tube carré Une pièce de fond 14, qui est fixée à la portion inférieure du châssis 13, est portée par un second axe vertical de support 7 ' qui est disposé sur une base 6 en une portion de connexion entre la pièce de fond 14 et la base 6, de telle sorte que l'antenne 1 peut tourner autour du second axe vertical 7 ' Un premier axe vertical de support 15, qui est disposé coaxial au second axe vertical de support 7 ', est monté à rotation sur la pièce de fond 14, et un châssis 16 en forme de U est fixé à l'extrémité supérieure du premier axe vertical de support 15 La pièce de fond 14, le premier axe vertical de support 15 et le châssis 16 en forme de U constituent un organe de support pour un prisme 8 Le prisme 8 est fixé à un axe horizontal 17 qui est monté à rotation sur le châssis 16 Le prisme 8 peut donc à la fois pivoter autour de l'axe horizontal 17 et tourner autour du premier axe vertical de support 15 Une plaque cible 11 est fixée au châssis 16 en forme de U. Dans les deux formes de réalisation décrites ci-dessus, le centre de rotation du prisme 8 et celui d'une surface réfléchissante imaginaire de celui-ci, coïncident l'un avec l'autre Dans le cas o ils seraient décalés, une correction est effectuée, sur une valeur de distance mesurée, de la An antenna 1 is fixed to a housing 3, containing a preamplifier, which is fixed to the upper portion of a frame 13 in the form of a square tube. A bottom part 14, which is fixed to the lower portion of the frame 13, is worn. by a second vertical support axis 7 'which is disposed on a base 6 in a connecting portion between the bottom piece 14 and the base 6, so that the antenna 1 can rotate about the second vertical axis 7' A first vertical support axis 15, which is disposed coaxial with the second vertical support axis 7 ', is rotatably mounted on the bottom piece 14, and a U-shaped frame 16 is attached to the upper end of the first vertical axis The base piece 14, the first vertical support axis 15 and the U-shaped frame 16 constitute a support member for a prism 8. The prism 8 is fixed to a horizontal axis 17 which is rotatably mounted on the frame 16 The prism 8 can therefore both pivot Around the horizontal axis 17 and rotate about the first vertical support axis 15 A target plate 11 is fixed to the U-shaped frame 16. In the two embodiments described above, the center of rotation of the prism 8 and that of an imaginary reflecting surface thereof, coincide with each other In the case where they are offset, a correction is made, over a measured distance value, of the
grandeur du décalage.magnitude of the offset.
La figure 5 représente une troisième forme de réalisation de Fig. 5 shows a third embodiment of
l'appareil selon l'invention.the apparatus according to the invention.
Dans cette forme de réalisation, on utilise un axe vertical 18 au lieu du châssis 13 de la seconde forme de réalisation représentée aux figures 3 et 4 Un bras 20 est fixé à un corps cylindrique 19 qui est fixé coaxialement à l'extérieur de l'axe vertical 18 de telle sorte que le corps cylindrique 19 est rotatif par rapport à la pièce de fond 5 Le corps cylindrique 19 sert de premier axe vertical Un second axe vertical 7 ' est disposé sur une base 6, coaxial au premier axe vertical La pièce de fond 5, le corps cylindrique 19 et le bras 20 constituent un organe de support pour un prisme 8 qui sera décrit ci-après Le prisme 8, qui peut pivoter autour d'un axe horizontal 21, et une plaque-cible 11 sont disposés à une extrémité du corps cylindrique 19 L'antenne 1 est ainsi portée à rotation par le second axe vertical 7 ', par In this embodiment, a vertical axis 18 is used instead of the chassis 13 of the second embodiment shown in FIGS. 3 and 4. An arm 20 is attached to a cylindrical body 19 which is fixed coaxially outside the housing. vertical axis 18 so that the cylindrical body 19 is rotatable relative to the bottom piece 5 The cylindrical body 19 serves as the first vertical axis A second vertical axis 7 'is disposed on a base 6, coaxial with the first vertical axis The workpiece 5, the cylindrical body 19 and the arm 20 constitute a support member for a prism 8 which will be described below The prism 8, which can pivot about a horizontal axis 21, and a target plate 11 are arranged at one end of the cylindrical body 19 The antenna 1 is thus rotated by the second vertical axis 7 ', by
l'intermédiaire de la pièce de fond et de l'axe vertical 18. through the bottom piece and the vertical axis 18.
Dans cet ensemble, si on mesure, par une station totale disposée en un point O, une distance W au prisme 8 et un angle el, la distance horizontale entre le point O et le point de levé peut être obtenue par l'addition à OJ cos Al d'une distance d (de valeur connue) entre les points J et P. Dans les formes de réalisation précédentes, la disposition est telle que les positions de l'antenne et du prisme peuvent être fixées immobiles par des moyens classiques tels que des boutons, ou similaires, une fois que leurs positions ont été In this set, if a total station disposed at a point O has a distance W to the prism 8 and an angle e1, the horizontal distance between the point O and the survey point can be obtained by adding to OJ cos A of a distance d (of known value) between the points J and P. In the preceding embodiments, the arrangement is such that the positions of the antenna and the prism can be fixed immobile by conventional means such as buttons, or the like, once their positions have been
ajustées après rotation.adjusted after rotation.
Dans les trois formes de réalisation, le prisme 8 et la plaque-cible 11 peuvent être déplacés ou avoir leurs positions In all three embodiments, the prism 8 and the target plate 11 can be moved or have their positions
modifiées sans déplacer l'antenne 1. modified without moving the antenna 1.
Grâce à sa construction qui vient d'être décrite, l'appareil selon l'invention peut être utilisé non seulement comme appareil à antenne mais également comme miroir réfléchissant pour un tachéomètre Il est de ce fait possible de mesurer une distance et des angles à un point de levé auquel est disposée l'antenne, au moyen d'un télémètre électronique, tout en mettant en oeuvre un processus de mesure par interféromètre GPS en recevant des ondes radio depuis des satellites GPS Il est également possible d'effectuer une tachéométrie du point de levé sans échanger l'appareil à antenne avec l'appareil à miroir réfléchissant La présente invention présente en conséquence l'avantage que la mesure peut être effectuée Thanks to its construction which has just been described, the apparatus according to the invention can be used not only as an antenna apparatus but also as a reflecting mirror for a tacheometer. It is therefore possible to measure a distance and angles at a distance. survey point at which the antenna is located, using an electronic range finder, while implementing a GPS interferometer measurement process by receiving radio waves from GPS satellites It is also possible to carry out a point tacheometry The present invention therefore has the advantage that the measurement can be carried out without changing the antenna apparatus with the reflecting mirror apparatus.
rapidement, sans perte de temps.quickly, without wasting time.
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