專利名稱：組合式衛(wèi)星定位測量儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種地理位置測量裝置，尤其是一種可利用兩個衛(wèi)星定位模塊確定基線方向，結合至盲區(qū)測點的實測斜距、橫滾角和俯仰角數(shù)據(jù)，推算確定出盲區(qū)測點位置，又可利用衛(wèi)星定位儀進行精密定位，同時具備區(qū)域測量數(shù)據(jù)同步實時處理能力，可提高測量精度和工作效率的組合式衛(wèi)星定位測量儀。
背景技術：
目前，利用多基站網(wǎng)絡RTK技術建立的連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務綜合系統(tǒng)(Continuous Operational Reference System,縮寫為C0RS)已成為城市衛(wèi)星定位應用的發(fā)展熱點，CORS的建立和應用有力地推動了城市數(shù)字化、信息化的建設。按照應用的精度不同，CORS系統(tǒng)的用戶可以分為測繪與工程用戶(厘米、分米級)、車輛導航與定位用戶(米級)、高精度用戶(事后處理)及氣象用戶等幾類。作為直接的高精度應用領域，CORS徹底改 變了傳統(tǒng)大地測量及工程測量的作業(yè)方式，如傳統(tǒng)的三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)測量方法逐漸被衛(wèi)星定位測邊網(wǎng)取代，傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀、平板儀、全站儀、測距儀也逐漸被衛(wèi)星定位儀取代。然而，基于CORS的精密定位在實際測量應用過程中還存在著如下不足
(1)在樹林、隧道和高樓附近等地帶，衛(wèi)星信號受到遮擋，衛(wèi)星定位測量存在盲區(qū)，由于不具備自主位置傳遞能力，無法獲取盲區(qū)測點的位置坐標信息，只能在盲區(qū)用全站儀進行補充測量，增加了測量環(huán)節(jié)和費用成本，降低了測量工作效率；
(2)為了完成一幅地形、地籍測圖或工程保障測量任務，常采用多個衛(wèi)星定位儀同時作業(yè)，由于每個定位儀只能與CORS系統(tǒng)通訊聯(lián)系，各衛(wèi)星定位儀之間不能實現(xiàn)通訊，不具備區(qū)域測量數(shù)據(jù)同步實時處理及一體化測圖能力，限制了測量作業(yè)過程的優(yōu)化和作業(yè)效率的提聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術所存在的上述問題，提供一種可利用兩個衛(wèi)星定位模塊確定基線方向，結合至盲區(qū)測點的實測斜距、橫滾角和俯仰角數(shù)據(jù)，推算確定出盲區(qū)測點位置，又可利用衛(wèi)星定位儀進行精密定位，同時具備區(qū)域測量數(shù)據(jù)同步實時處理能力，可提高測量精度和工作效率的組合式衛(wèi)星定位測量儀。本發(fā)明的技術解決方案是一種組合式衛(wèi)星定位測量儀，有支撐桿，所述支撐桿上端與橫向空心桿相接，在空心桿內(nèi)置有處理模塊及與處理模塊相接的測距模塊和無線網(wǎng)絡通信模塊，測距模塊的準軸與空心桿軸線平行；所述空心桿軸向一側接有第一衛(wèi)星定位接收模塊，軸向另一側接有第二衛(wèi)星定位接收模塊，第一衛(wèi)星定位接收模塊與第二衛(wèi)星定位接收模塊的天線相位中心連線與測距模塊的準軸平行，第一衛(wèi)星定位接收模塊及第二衛(wèi)星定位接收模塊的輸出與處理模塊相接，與無線網(wǎng)絡通信模塊對應設置有無線顯控終端，在所述空心桿上設有視軸與測距模塊的準軸平行的瞄準裝置。在所述空心桿內(nèi)設有與處理模塊相接的雙軸姿態(tài)傳感模塊，所述雙軸姿態(tài)傳感模塊的兩個敏感軸確定的平面垂直于第一衛(wèi)星定位接收模塊或第二衛(wèi)星定位接收模塊的天線相位中心到空心桿軸線的垂線。所述支撐桿上設有水準器，支撐桿通過軸與空心桿相接，空心桿的軸端與第三衛(wèi)星定位接收模塊相接，第三衛(wèi)星定位接收模塊的天線相位中心位于空心桿的軸線上，第三衛(wèi)星定位接收模塊的輸出與處理模塊相接。本發(fā)明是將衛(wèi)星定位和自主測距相結合，對于衛(wèi)星定位信號盲區(qū)的測點位置，可利用兩個衛(wèi)星定位模塊確定基線方向，結合至盲區(qū)測點的實測斜距、橫滾角和俯仰角等數(shù)據(jù)推算確定，同時還可具有現(xiàn)有衛(wèi)星定位儀的所有功能，具備區(qū)域測量數(shù)據(jù)同步實時處理能力，有效彌補了現(xiàn)有衛(wèi)星定位儀的不足，無需在盲區(qū)用全站儀進行補充測量，增加了測量環(huán)節(jié)和費用成本，具有更大的測量范圍及更高的測量精度和工作效率。


圖I是本發(fā)明實施例I的結構示意圖。 圖2是本發(fā)明實施例I的電路原理框圖。圖3是本發(fā)明實施例2的結構示意圖。圖4是本發(fā)明實施例2的電路原理框圖。圖5是本發(fā)明實施例3的結構示意圖。圖6是本發(fā)明實施例3的電路原理框圖。圖7是本發(fā)明實施例1、2的使用方式示意圖。圖8、圖9是本發(fā)明實施例3的使用方式示意圖。
具體實施例方式實施例I :
如圖I、圖2所示有用玻璃鋼、碳纖維合金等制成的支撐桿I及圓柱形空心桿4，支撐桿I上端與空心桿4相接，在空心桿4內(nèi)置有以數(shù)字信號處理器(DSP)為核心的處理模塊5及與處理模塊5相接的測距模塊6和采用具有Wi-Fi適配器的無線網(wǎng)絡通信模塊8，測距模塊6采用激光測距傳感器，其準軸與空心桿4軸線的平行間距為零(重合)或平行間距不等于零，空心桿4軸向一側接有第一衛(wèi)星定位接收模塊9，軸向另一側接有第二衛(wèi)星定位接收模塊10，第一衛(wèi)星定位接收模塊9與第二衛(wèi)星定位接收模塊10的天線相位中心(衛(wèi)星定位位置)連線與測距模塊6的準軸平行間距為零(重合)，第一衛(wèi)星定位接收模塊9及第二衛(wèi)星定位接收模塊10均采用GPS接收機，其輸出與處理模塊5相接，與無線網(wǎng)絡通信模塊8對應設置有無線顯控終端12，無線顯控終端12采用配置有專用顯控和數(shù)據(jù)處理軟件的安卓系統(tǒng)智能手機，利用Wi-Fi無線網(wǎng)絡通信實現(xiàn)與處理模塊5之間的數(shù)據(jù)交換，智能手機通過GSM網(wǎng)絡利用GPRS實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)交換。在所述空心桿4上設有視軸與測距模塊6的準軸平行間距為零(重合)或平行間距不等于零的瞄準裝置13，瞄準裝置13采用電子望遠鏡，其輸出與處理模塊5相接，處理模塊5采集其輸出圖像數(shù)據(jù)，通過Wi-Fi適配器發(fā)送至在無線顯控終端12上進行顯示，整個電路采用鋰電池組14供電。使用方法
對于衛(wèi)星定位信號受到遮擋的盲區(qū)內(nèi)的測點，如圖7所示首先在非盲區(qū)選擇與盲區(qū)測點通視且最近的位置并安置支撐桿1，參照無線顯控終端12上顯示的電子望遠鏡圖像，調(diào)整支撐桿1，對盲區(qū)測點進行照準。照準目標后，由處理模塊5同步讀取第一衛(wèi)星定位接收模塊9、第二衛(wèi)星定位接收模塊10輸出的定位數(shù)據(jù)、測距模塊6輸出的斜距數(shù)據(jù)，處理模塊5根據(jù)獲取的上述測量數(shù)據(jù)利用空間幾何數(shù)學方法計算出盲區(qū)測點的位置。相關數(shù)據(jù)均發(fā)送到顯控終端12進行記錄、顯示、后處理和傳輸。實施例2:
如圖3、圖4所示基本構成如實施例1，與實施例I所不同的是第一衛(wèi)星定位接收模塊9與第二衛(wèi)星定位接收模塊10的天線相位中心(衛(wèi)星定位位置)連線與測距模塊6的準軸的平行間距不等于零。此時，在所述空心桿4內(nèi)設有與處理模塊5相接的雙軸姿態(tài)傳感模塊7，所述雙軸姿態(tài)傳感模塊7的兩個敏感軸確定的平面垂直于第一衛(wèi)星定位接收模塊9或第二衛(wèi)星定位接收模塊10的天線相位中心到空心桿4軸線的垂線。雙軸姿態(tài)傳感模塊7 采用 VTI Technologies 的 SCA100T。
使用方法
如圖7所示，基本與實施例I 一致，所不同的是照準目標后，由處理模塊5同步讀取第一衛(wèi)星定位接收模塊9、第二衛(wèi)星定位接收模塊10輸出的定位數(shù)據(jù)、測距模塊6輸出的斜距數(shù)據(jù)以及雙軸姿態(tài)傳感模塊7輸出的橫滾角和俯仰角數(shù)據(jù)，處理模塊5根據(jù)獲取的上述測量數(shù)據(jù)利用空間幾何數(shù)學方法計算出盲區(qū)測點的位置。相關數(shù)據(jù)均發(fā)送到顯控終端12進行記錄、顯示、后處理和傳輸。實施例3
如圖5、圖6所示基本結構可同實施例I或實施例2，與實施例I或實施例2所不同的是在支撐桿I上設有水準器2，水準器2可采用圓水準器，支撐桿I通過軸3與空心桿4相接，空心桿4的軸端與第三衛(wèi)星定位接收模塊11相接，第三衛(wèi)星定位接收模塊11的天線相位中心位于空心桿4的軸線上，第三衛(wèi)星定位接收模塊11的輸出與處理模塊5相接。第三衛(wèi)星定位接收模塊11亦為GPS接收機，三個GPS接收機均采用插接的方式與空心桿4連接，以便使用中可根據(jù)測量現(xiàn)場實際情況靈活插拔、組合使用。同時配置有兩個由支撐桿I、空心桿4及其上構件所組成的定位測量儀本體和三個顯控終端12，其中兩個顯控終端12采用安裝有專用軟件的掌上電腦(PDA)、第三個顯控終端12則采用配有專用軟件的筆記本電腦，利用Wi-Fi網(wǎng)絡構建本地無線測量工作網(wǎng)，利用筆記本電腦通過3G網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)交換。使用方法
兩個定位測量儀本體可分別單機獨立施測，單機獨立施測如下
可如圖8所示將空心桿4繞軸3旋轉折疊與支撐桿I并攏在一起，拔掉第一衛(wèi)星定位接收模塊9和第二衛(wèi)星定位接收模塊10 ;同現(xiàn)有衛(wèi)星定位儀測量方法一致，將支撐桿I對準測點放置，通過觀察圓水準器2將支撐桿I整平立直，利用第三衛(wèi)星定位接收模塊11進行定位測量；
對于衛(wèi)星定位信號受到遮擋的盲區(qū)內(nèi)的測點，將支撐桿I上的空心桿4繞軸3旋轉打開，此時安裝第一衛(wèi)星定位接收模塊9和第二衛(wèi)星定位接收模塊10，撥掉第三衛(wèi)星定位接收模塊11，使用方法與實施例I或實施例2基本相同，可通過配合調(diào)整支撐桿I和空心桿4更方便地實現(xiàn)對盲區(qū)測點的照準。同時還可利用兩個定位測量儀本體對同一盲區(qū)測點進行聯(lián)測，進一步提高測量的精度和可靠性。如圖9所示，可將由兩個定位測量儀本體施測的所有測量數(shù)據(jù)信息通過網(wǎng)絡實時發(fā)送至掌上電腦(PDA)和筆記本電腦等終端上，采用專用軟 件對區(qū)域測量作業(yè)過程進行優(yōu)化控制，并對區(qū)域測量數(shù)據(jù)進行同步實時處理，實現(xiàn)區(qū)域一 體化成圖。
權利要求
1.一種組合式衛(wèi)星定位測量儀，其特征在于有支撐桿(1)，所述支撐桿(I)上端與橫向空心桿(4)相接，在空心桿(4)內(nèi)置有處理模塊(5)及與處理模塊(5)相接的測距模塊(6)和無線網(wǎng)絡通信模塊(8)，測距模塊(6)的準軸與空心桿(4)軸線平行；所述空心桿(4)軸向一側接有第一衛(wèi)星定位接收模塊(9)，軸向另一側接有第二衛(wèi)星定位接收模塊(10)，第一衛(wèi)星定位接收模塊(9)與第二衛(wèi)星定位接收模塊(10)的天線相位中心連線與測距模塊(6)的準軸平行，第一衛(wèi)星定位接收模塊(9)及第二衛(wèi)星定位接收模塊(10)的輸出與處理模塊(5)相接，與無線網(wǎng)絡通信模塊(8)對應設置有無線顯控終端(12)，在所述空心桿(4)上設有視軸與測距模塊(6 )的準軸平行的瞄準裝置(13)。
2.根據(jù)權利要求I所述的組合式衛(wèi)星定位測量儀，其特征在于在所述空心桿(4)內(nèi)設有與處理模塊(5 )相接的雙軸姿態(tài)傳感模塊(7 )，所述雙軸姿態(tài)傳感模塊(7 )的兩個敏感軸確定的平面垂直于第一衛(wèi)星定位接收模塊(9)或第二衛(wèi)星定位接收模塊(10)的天線相位中心到空心桿(4)軸線的垂線。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的組合式衛(wèi)星定位測量儀，其特征在于所述支撐桿(I)上設有水準器(2)，支撐桿(I)通過軸(3)與空心桿(4)相接，空心桿(4)的軸端與第三衛(wèi)星定位接收模塊(11)相接,第三衛(wèi)星定位接收模塊(11)的天線相位中心位于空心桿(4)的軸線上，第三衛(wèi)星定位接收模塊(11)的輸出與處理模塊(5)相接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種組合式衛(wèi)星定位測量儀，有支撐桿，所述支撐桿上端與橫向空心桿相接，在空心桿內(nèi)置有處理模塊及與處理模塊相接的測距模塊和無線網(wǎng)絡通信模塊，測距模塊的準軸與空心桿軸線平行；所述空心桿軸向一側接有第一衛(wèi)星定位接收模塊，軸向另一側接有第二衛(wèi)星定位接收模塊，第一衛(wèi)星定位接收模塊與第二衛(wèi)星定位接收模塊的天線相位中心連線與測距模塊的準軸平行，第一衛(wèi)星定位接收模塊及第二衛(wèi)星定位接收模塊的輸出與處理模塊相接，與無線網(wǎng)絡通信模塊對應設置有無線顯控終端，在所述空心桿上設有視軸與測距模塊的準軸平行的瞄準裝置。
文檔編號G01S19/48GK102830413SQ20121032690
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權日2012年9月6日
發(fā)明者劉雁春, 付建國, 王海亭 申請人:劉雁春, 付建國, 王海亭