本實用新型屬于測量技術領域，特別是涉及一種分布交互通用測繪儀。

背景技術：

目前市場上有2類相關產(chǎn)品：常規(guī)測繪儀器、美國天寶公司的Trimble Geo 7x設備和瑞士徠卡公司的3D GNSS-CS20（兩者技術指標相同功能相近）。

1、常規(guī)測繪儀器：

如測距儀、水準儀、平板儀、傾斜儀、沉降儀、經(jīng)緯儀、全站儀(測距儀+經(jīng)緯儀)、GPS定位儀以及配套使用的數(shù)傳電臺/GPRS/3G通信設備、超站儀(全站儀+GPS定位儀)等。全球、我國均有多家公司生產(chǎn)銷售。常規(guī)測繪儀器均無攝影測量功能。常規(guī)測繪儀器存在的局限是：

1）傳統(tǒng)設備：測距儀、水準儀、平板儀、傾斜儀、沉降儀、經(jīng)緯儀、標桿、棱

鏡等傳統(tǒng)設備均屬單一功能儀器，通過測角、測高、測距、測水準等手段的綜合使用來獲取測站與被測目標之間在自定義坐標下的相對關系數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)設備依靠人工操作，人為誤差和分段引入大地坐標的誤差均大且無有效的誤差改正方法。傳統(tǒng)設備效率很低，獲取一個低精度的物方三維大地坐標常常需要一隊專業(yè)技術人員工作很長時間。大量耗費人力和時間，實際工作成本高。

2）GPS定位儀：須將儀器架設在被測目標上觀測，這首先需要被測目標具有架設儀器的條件，而需要測量的目標點常常并不具備架設儀器的條件。

3）全站儀：在自定義坐標系內(nèi)測角和測距。

4）超站儀：除測角、測距之外還能夠測定自身的三維大地坐標。雖然“超站儀+RTK設備”可遙測大地坐標，但無影像功能：成本為十余萬元/套 — 幾十萬元（進口）/套不等，需多設備配合使用。

2、美國天寶公司的Trimble Geo 7x設備和瑞士徠卡的3D GNSS-CS20：

美國天寶公司2014年推出的Trimbie Geo 7x設備，是全球第一款可同步遙測獲得目標三維大地坐標和遙感獲得目標實景影像的便攜機，目前售價7萬元/臺：遙測精度低，被測目標的距離40米則遙測目標三維大地坐標的誤差超過1米（距離100米則誤差超過2.6米；標稱最大測程120米，實用測程70米內(nèi)）；無光學放大、光通量小光學環(huán)境適應能力弱；全球定位精度高、產(chǎn)品性能穩(wěn)定野外適應性好；產(chǎn)品功能少而集中在單一方向，仍以常規(guī)的“RTK+手簿”為主體功能。

瑞士徠卡公司隨后推出3D GNSS-CS20設備，售價15萬元/臺左右：與Trimbie Geo 7x設備相比，硬件上增加了內(nèi)置電臺和公網(wǎng)通信模塊、軟件上增加了將數(shù)據(jù)轉換成用于測繪的3D模型。其它技術指標和產(chǎn)品功能與Trimbie Geo 7x設備相同。

因此，當前現(xiàn)有產(chǎn)品都存在功能單一，通用性差，操作不便，成本高昂的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種全新產(chǎn)品，實現(xiàn)分布交互式全球一體化測繪、測繪業(yè)務通用、測繪工作通用、高精度、高效率、高性價比、低成本的分布交互通用測繪儀。

本實用新型提供一種分布交互通用測繪儀，包括分布交互通用測繪儀主機1，以及外置式三維姿態(tài)系統(tǒng)2或全姿態(tài)全地形實時動態(tài)測量桿3，分布交互通用測繪儀主機1單獨使用或組合使用，所述組合使用包括和外置式三維姿態(tài)系統(tǒng)2或全姿態(tài)全地形實時動態(tài)測量桿3或三腳架組合使用。

而且，所述分布交互通用測繪儀主機1包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1.1、分布交互通信系統(tǒng)1.2、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1.3和莫氏錐度公口端同軸接口1.4，

所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1.1包括全球定位單元、內(nèi)置式三維姿態(tài)單元、自動成像單元、測距單元；所述全球定位單元包括全球定位天線1.1.1.1，所述自動成像單元包括物鏡1.1.3.1.1、變焦鏡組1.1.3.1.2、調(diào)焦鏡組1.1.3.2.4和CCD模塊1.1.3.2.5，所述測距單元包括激光發(fā)射裝置1.1.4.1和激光接收裝置1.1.4.2；

物鏡1.1.3.1.1的視準軸、變焦鏡組1.1.3.1.2的視準軸、調(diào)焦鏡組1.1.3.2.4的視準軸、CCD模塊1.1.3.2.5光學鏡頭的視準軸處在同一直線M上，直線M稱為自動成像單元的視準軸；

自動成像單元的視準軸M、激光發(fā)射裝置1.1.4.1的光軸N、激光接收裝置1.1.4.2的光軸P三者相互平行或重合；

所述自動成像單元的視準軸M與直線L垂直相交于O’’點，所述直線L是如下兩點構成的直線，

全球定位天線1.1.1.1的相位中心點O₁，

莫氏錐度公口端同軸接口1.4與外置式三維姿態(tài)系統(tǒng)2或者全姿態(tài)全地形實時動態(tài)測量桿3上相應接口端的組合到位點 O₂。

而且，所述分布交互通信系統(tǒng)1.2包括藍牙通信單元1.2.1、電臺通信單元1.2.2、公網(wǎng)通信單元1.2.3、cors差分通信單元1.2.4，以及遠程的通信平臺1.2.5；所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1.3包括中央處理器1.3.1、人機交互單元1.3.3和電源單元1.3.2，以及遠程的云計算單元1.3.4；分布交互通信系統(tǒng)1.2是分布交互通用測繪儀主機與其它分布交互系統(tǒng)處理器之間的通信站，所述分布交互系統(tǒng)處理器是構成分布交互系統(tǒng)的處理器，包括但不限于連接在所述各種通信網(wǎng)絡上的計算機、手機、傳感器、其他分布交互通用測繪儀主機、機器執(zhí)行系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)基準站、通信平臺1.2.5、云計算單元1.3.4。

而且，所述自動成像單元包括變焦系統(tǒng)和調(diào)焦系統(tǒng)，

所述變焦系統(tǒng)包括物鏡1.1.3.1.1、變焦鏡組1.1.3.1.2、變焦電機1.1.3.1.3、變焦傳動組1.1.3.1.4、變焦編碼器1.1.3.1.5，中央處理器1.3.1、變焦電機1.1.3.1.3、變焦傳動組1.1.3.1.4、變焦鏡組1.1.3.1.2依次連接，光線經(jīng)物鏡1.1.3.1.1射入變焦鏡組1.1.3.1.2，變焦傳動組1.1.3.1.4、變焦編碼器1.1.3.1.5、中央處理器1.3.1依次連接；

所述調(diào)焦系統(tǒng)包括物鏡1.1.3.1.1、調(diào)焦電機1.1.3.2.1、調(diào)焦傳動組1.1.3.2.2、調(diào)焦編碼器1.1.3.2.3、調(diào)焦鏡組1.1.3.2.4、CCD模塊1.1.3.2.5、圖像處理單元1.1.3.2.6，

變焦系統(tǒng)、調(diào)焦系統(tǒng)共用同一個物鏡1.1.3.1.1，

中央處理器1.3.1、調(diào)焦電機1.1.3.2.1、調(diào)焦傳動組1.1.3.2.2、調(diào)焦鏡組1.1.3.2.4依次連接，調(diào)焦傳動組1.1.3.2.2、調(diào)焦編碼器1.1.3.2.3和中央處理器1.3.1依次連接，調(diào)焦鏡組、CCD模塊1.1.3.2.5、圖像處理單元1.1.3.2.6和中央處理器1.3.1依次連接。

而且，所述外置式三維姿態(tài)系統(tǒng)2為支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1，

所述支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1包括同軸接口單元2.1.1、仰俯運動單元、航向運動單元、整平單元、藍牙通信單元2.1.5、微機板2.1.6和支架2.1.7；

所述同軸接口單元2.1.1包括莫氏錐度母口端2.1.1.1、退出螺桿2.1.1.2、鎖定螺桿2.1.1.3；所述同軸接口單元2.1.1安裝在橫曲軸2.1.2.1上；

所述仰俯運動單元包括橫曲軸2.1.2.1、仰俯角度編碼器2.1.2.2；橫曲軸2.1.2.1安裝在支架2.1.7上，仰俯角度編碼器2.1.2.3安裝在橫曲軸2.1.2.1的中軸線上；

所述航向運動單元包括豎軸2.1.3.1、航向角度編碼器2.1.3.2；豎軸2.1.3.1安裝在支架2.1.7上，航向角度編碼器2.1.3.2安裝在豎軸2.1.3.1上；

所述整平單元包括調(diào)節(jié)螺桿組、電子水泡，整平單元安裝在支架2.1.7上；

進行分布交互通用測繪儀主機1與支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1的連接時，將莫氏錐度母口端2.1.1.1插入莫氏錐度公口端同軸接口1.4，轉動鎖定螺桿2.1.1.3將分布交互通用測繪儀主機1固定在支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1上；此時全球定位天線1.1.1.1的相位中心與莫氏錐度母口端2.1.1.1的幾何中心構成的直線重合于豎軸2.1.3.1的中軸線；反之，松開鎖定螺桿2.1.1.3、轉動退出螺桿2.1.1.2，從支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1上取出分布交互通用測繪儀主機1；

所述仰俯角度編碼器2.1.2.3、航向角度編碼器2.1.3.2、電子水泡、藍牙通信單元2.1.5連接在微機板2.1.6上；中央處理器1.3.1通過藍牙通信單元2.1.5與微機板2.1.6之間進行雙向數(shù)據(jù)通信。

而且，所述外置式三維姿態(tài)系統(tǒng)2為聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2，

所述聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2包括同軸連接器2.2.1、經(jīng)緯儀2.2.2、藍牙通信單元2.2.3；

所述同軸連接器2.2.1包括水平調(diào)節(jié)器2.2.1.1、航向調(diào)節(jié)器2.2.1.2、配重件2.2.1.3、緊固件2.2.1.4；所述水平調(diào)節(jié)器2.2.1.1具有3個調(diào)節(jié)螺桿，用于調(diào)節(jié)同軸連接器2.2.1與經(jīng)緯儀2.2.2的望遠鏡之間的相對位置，使水平調(diào)節(jié)器2.2.1.1的3個調(diào)節(jié)螺桿構成的平面平行于經(jīng)緯儀2.2.2的望遠鏡的視準軸；所述航向調(diào)節(jié)器2.2.1.2是一個能夠調(diào)節(jié)分布交互通用測繪儀主機1在同軸連接器2.2.1上的航向角角度并予固定的具有莫氏錐度的固件，用于保證自動成像單元的視準軸與經(jīng)緯儀2.2.2的望遠鏡視準軸平行；所述配重件2.2.1.3的質(zhì)量與分布交互通用測繪儀主機1的質(zhì)量相同，兩者在經(jīng)緯儀2.2.2的望遠鏡上的安裝方向相反，使分布交互通用測繪儀主機1在聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2上做仰俯運動時能夠自由停留在任意角度的位置上；

在分布交互通用測繪儀主機1上使用聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2時，所述緊固件2.2.1.4將全球定位天線1.1.1.1的相位中心O₂固定在經(jīng)緯儀2.2.2的豎軸中軸線上，并提供莫氏錐度母口端和莫氏錐度公口端同軸接口1.4配合，完成分布交互通用測繪儀主機1和聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2之間的緊固連接；

所述藍牙通信單元2.2.3安裝并連接在經(jīng)緯儀的微機板上，將經(jīng)緯儀微機板數(shù)據(jù)實時傳輸至藍牙通信單元1.2.1；藍牙通信單元1.2.1經(jīng)由數(shù)據(jù)接口單元1.3.1.1將經(jīng)緯儀微機板數(shù)據(jù)上傳至中央處理器1.3.1；

直線L與經(jīng)緯儀2.2.2的豎軸中軸線重合。

而且，所述全姿態(tài)全地形實時動態(tài)測量桿3為短標點桿3.1，

所述短標點桿3.1包括短桿3.1.1、球頭3.1.2、球頭鎖定螺桿3.1.3、球頭標點桿連接件3.1.4、同軸接口單元3.1.5和重心把手3.1.6；

所述短桿3.1.1包括桿身和桿尖，桿身頂部有與球頭標點桿連接件3.1.4配套的螺公，

所述球頭標點桿連接件3.1.4包括球頭槽和連接螺口，球頭3.1.2安裝在球頭槽內(nèi)，連接螺口將球頭槽連接在短桿3.1.1上；

所述同軸接口單元3.1.5包括莫氏錐度母口端3.1.5.1。

而且，同軸接口單元3.1.5固定在球頭3.1.2上，所述重心把手3.1.6設于分布交互通用測繪儀主機1和同軸接口單元3.1.5側面。

而且，重心把手3.1.6的位置設置在同軸接口單元3.1.5下方，同軸接口單元3.1.5經(jīng)重心把手3.1.6固定在球頭3.1.2上。

而且，所述全姿態(tài)全地形實時動態(tài)測量桿3為長標點桿3.2，

所述長標點桿3.2包括長桿3.2.1和外置式全球定位天線3.2.2、連接件；所述連接件包括螺桿3.2.3.1、夾具3.2.3.2、莫氏錐度母口端橫軸3.2.3.3、接口鎖定螺桿3.2.3.4和莫氏錐度母口端橫軸鎖定螺桿3.2.3.5；

所述外置式全球定位天線3.2.2通過螺口安裝在長桿3.2.1的頂端；夾具3.2.3.2置于長桿3.2.1的桿身，通過螺桿3.2.3.1使連接件緊固在長桿3.2.1的桿身上；莫氏錐度公口端同軸接口1.4插入莫氏錐度母口端橫軸3.2.3.3上的莫氏錐度母口端，旋緊接口鎖定螺桿3.2.3.4，將分布交互通用測繪儀主機1固定在莫氏錐度母口端橫軸3.2.3.3上，完成分布交互通用測繪儀主機1與長標點桿3.2的連接；反之則實現(xiàn)分布交互通用測繪儀主機1與長標點桿3.2的分離。

本實用新型提供的分布交互通用測繪儀能夠支持“工業(yè)4.0”+“互聯(lián)網(wǎng)+”+ “復雜系統(tǒng)涌現(xiàn)性”+“復雜系統(tǒng)自組織”，是具有遙感遙測、多網(wǎng)通信、功能涌現(xiàn)性、系統(tǒng)自組織特征的分布交互系統(tǒng)處理器。

本實用新型的突出優(yōu)點在于解決了以下根本性問題：

1、填補空白：產(chǎn)出了以遙測遙感為實用功能的可手持測繪機

存在的根本性問題：全球尚無以遙測遙感為實用功能的野外便攜機。現(xiàn)有的Trimbie Geo 7x設備3D GNSS-CS20設備也未形成實用的遙測遙感功能。

本產(chǎn)品解決了根本問題：在遙測遙感同步獲得目標三維大地坐標和實景影像的實用測繪功能上填補了空白。

1）遙測遙感同步獲得目標三維大地坐標和實景影像：技術指標符合cm級、亞米級精度的測繪工作需求，使遙測遙感成為主體實用功能之一；

2）是符合單人操作的野外測繪設備：操作簡便、工作效率高。

2、填補空白：產(chǎn)出了“互聯(lián)網(wǎng)+”型的測繪產(chǎn)品

存在的根本問題：全球尚無真正基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的測繪設備。

現(xiàn)有測繪設備的關注點集中于精度和專用功能，有局限性。這種局限使得設備被禁錮在單一用途的專用產(chǎn)品層面上，造成大量資源得不到應用、設備能力不能充分解放，升級換代緩慢。

本產(chǎn)品解決了根本問題：本產(chǎn)品是多網(wǎng)通信型測繪設備。

本產(chǎn)品的多網(wǎng)通信功能使得產(chǎn)品通過“互聯(lián)網(wǎng)+”獲得大量網(wǎng)絡資源，使得產(chǎn)品具備了將現(xiàn)代通信技術融入測繪工作據(jù)此大幅擴展應用的條件。

3、填補空白：產(chǎn)出了分布交互式測繪設備

存在的根本性問題：內(nèi)外業(yè)分離、外業(yè)組組員間缺乏有效的數(shù)據(jù)互聯(lián)手段。

內(nèi)外業(yè)分離：現(xiàn)有測繪工作基本沿用傳統(tǒng)的外業(yè)數(shù)據(jù)采集和初步處理、內(nèi)業(yè)

數(shù)據(jù)后處理的工作模式。存在的問題是缺少必要的工作協(xié)同：整體工作效率較低、外業(yè)工作有錯漏時不能及時發(fā)現(xiàn)和彌補造成同一外業(yè)工作的復測、測繪成果和資源不能實時共享等局限。

外業(yè)組組員間缺乏有效的數(shù)據(jù)互聯(lián)：使用手機打電話是目前的外業(yè)互聯(lián)手段。

本產(chǎn)品解決了根本問題：實時數(shù)據(jù)共享，無內(nèi)業(yè)外業(yè)之分、外業(yè)組組員間實

時數(shù)據(jù)互聯(lián)。

分布交互系統(tǒng)內(nèi)實時數(shù)據(jù)共享：無“外業(yè)數(shù)據(jù)采集”和“事后內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理”之分（每一個處理器都處于完全平等的工作地位：系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理資源共享）、無數(shù)據(jù)帶寬限制（4G公網(wǎng)通信已經(jīng)滿足測繪型數(shù)據(jù)互傳的全部需求）、無數(shù)據(jù)輸入之累（工作數(shù)據(jù)一鍵傳輸）。產(chǎn)品一經(jīng)用戶使用，則立即與用戶的原有系統(tǒng)自然連接、融為一體。

4、填補空白：產(chǎn)出了具有系統(tǒng)功能涌現(xiàn)性的測繪設備

存在的根本性問題：大量可用資源未被利用。

受限于傳統(tǒng)理念和技術實現(xiàn)方法，現(xiàn)有設備的功能擴展和性價比提升受到極大限制。

本產(chǎn)品解決了根本問題：本產(chǎn)品是擁有機內(nèi)資源和網(wǎng)絡資源的分布交互系統(tǒng)，功能空前強大、性價比高、功能擴展和性價比提升不受限制。

本實用新型具有重要的市場價值，產(chǎn)品商業(yè)模式或盈利點介紹如下：

1、實用的遙感遙測技術指標（全球第一）

本產(chǎn)品的全球可比對象只有美國天寶公司的Trimble Geo 7x設備和瑞士徠卡的3D GNSS-CS20設備（兩者技術指標相同）。

本產(chǎn)品與Trimble Geo 7x相比：

1）本產(chǎn)品遙測測量半徑是Trimble Geo 7x的2倍（250型）~8倍（1000型）；

2）本產(chǎn)品光學放大倍數(shù)是Trimble Geo 7x的7倍（250型）~30倍（1000型）；

3）焦距相同條件下，本產(chǎn)品光通量是Trimble Geo 7x的20倍；

4）本產(chǎn)品本機圖像顯示分辨率是Trimble Geo 7x的7倍；

5）三維姿態(tài)測量精度

（1）手持使用（包含在對中桿上使用）：

本產(chǎn)品的三維姿態(tài)測量精度是Trimble Geo 7x的5倍；

（2）架設使用（架設在本產(chǎn)品專用的姿態(tài)測控支架上使用）：

本產(chǎn)品的三維姿態(tài)測量精度是Trimble Geo 7x（Trimble Geo 7x只有

手持、對中桿兩種使用模式）的270倍；

6）遙測目標三維大地坐標的誤差

（1）手持使用包含在對中桿（本專利申請中的“標點桿”）上使用：

本產(chǎn)品遙測目標三維大地坐標的誤差是Trimble Geo 7x的1/5；

（2）架設使用（架設在本產(chǎn)品專用的姿態(tài)測控支架上使用）：

本產(chǎn)品遙測目標三維大地坐標的誤差是Trimble Geo 7x的1/270；

7）本產(chǎn)品的RTK精度指標與Trimble Geo 7x相同。

2、多網(wǎng)通信型產(chǎn)品和分布交互工作方式（全球第一）

本產(chǎn)品是全球第一臺具有互聯(lián)網(wǎng)+多網(wǎng)通信能力的遙感遙測型便攜測繪設備、是全球第一臺具有分布交互工作方式的測繪設備。

3、強大功能、廣闊的應用擴展空間（全球第一）

本產(chǎn)品是全球第一臺具有系統(tǒng)功能涌現(xiàn)性的測繪設備?，F(xiàn)有功能超過美國天寶公司的Trimble Geo 7x設備和瑞士徠卡的3D GNSS-CS20設備，擴展功能暫無可比對象。

4、是目前唯一的全姿態(tài)全地形動態(tài)測量儀器

5、高性價比（暫無可比對象）

一臺本產(chǎn)品的功能涵蓋并大大超出了如下產(chǎn)品的功能之和：

1）一臺Trimble Geo 7x設備：市場售價7萬元左右；

2）一臺瑞士徠卡的3D GNSS-CS20設備：市場售價15萬元左右；

3）一套GNSS接收機：2.63萬元—9.5萬元

中國華測2.98萬元/套；中國蘇一光2.65萬元/套；

中國中海達2.63萬元/套；中國南方2.68萬元/套；

美國天寶9.5萬元/套。

4）一臺超站儀：5.55萬元—16萬元

中國南方5.8萬元/臺；中國博飛5.55萬元/臺；

中國蘇一光8萬元/臺；瑞士徠卡16萬元/臺。

5）一部定位精度為厘米級的GNSS手持機： 1.58萬元—3.188萬元

集思寶1.58萬元/部；智勝1.88萬元/部；中海達1.89萬元/套；

思拓力1.88萬元/部；天寶3.188萬元/部。

6、適于大范圍推廣的價格（暫無可比對象）

市場調(diào)研結果：本產(chǎn)品市場售價定為Trimble Geo 7x設備市場售價的2/3時，可在大范圍內(nèi)實現(xiàn)快速推廣。此種情形下，本產(chǎn)品擁有百分之三百以上利稅空間，需求量高，具有重要的市場價值。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的分布交互通用測繪儀主機結構圖；

圖2為本實用新型實施例的分布交互系統(tǒng)通信原理圖；

圖3為本實用新型實施例的分布交互通用測繪儀主機與支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)的組合裝配圖；

圖4為本實用新型實施例的分布交互通用測繪儀主機與支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)組合裝配后的軸系圖；

圖5為本實用新型實施例的分布交互通用測繪儀主機與聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)組合裝配圖；

圖6為本實用新型實施例的分布交互通用測繪儀主機與聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)組合后的軸系圖；

圖7為本實用新型實施例的單手手持型分布交互通用測繪儀主機與短桿的組合裝配圖；

圖8為本實用新型實施例的雙手手持型分布交互通用測繪儀主機與短桿的組合裝配圖；

圖9為本實用新型實施例的單手手持型分布交互通用測繪儀主機與長桿的組合裝配圖；

圖10為本實用新型實施例的雙手手持型分布交互通用測繪儀主機與長桿的組合裝配圖。

具體實施方式

下面通過實施例，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。

本實用新型提出一種全新的分布交互通用測繪儀產(chǎn)品，定義同時滿足以下8條件的分布交互系統(tǒng)處理器稱為分布交互通用測繪儀。

1）具有多網(wǎng)通信功能和支持分布交互式工作模式

2）功能和工作方式的覆蓋面具有測繪業(yè)務通用、測繪工作通用的特征

3）支持定位定姿遙測遙感功能

通過實現(xiàn)定位/定姿/測距/光學遙感/機械/計算機/通信的物理結構一體化，支持實現(xiàn)同步遙測遙感功能，通過同步遙測遙感功能同步獲得目標的地球時空坐標和實景影像。

4）遙測遙感功能符合實用指標

遙測：無棱鏡條件下，250米/1000米/2000米內(nèi)架設式遙測目標三維大地坐標的精度為厘米級；手持式遙測的精度為亞分米級、分米級、亞米級、1米（不含人手抖動造成的誤差）；

遙感：光學放大倍數(shù)7倍/30倍、1300萬像素以上的圖像分辨率；

5）具有涌現(xiàn)性

支持“自身組織對象”和“網(wǎng)絡組織對象”進行自組織，獲得系統(tǒng)功能的涌現(xiàn)性，實現(xiàn)功能的大幅擴張。

6）支持自組織使用方式

7）符合結構與性能要求

緊密物理結構和不低于美國軍標的野外性能指標，符合野外便攜的工作要求。

8）具有高性價比，適于市場推廣。

【注1】組織對象：自身組織對象集合和網(wǎng)絡組織對象集合的并集合。

【注2】“自身組織對象”系指節(jié)點本身的所有機內(nèi)元素的集合，包括：數(shù)據(jù)處理芯片、元器件、模塊；光學單元的各組件；傳感器單元的各組件；機械部分的各組件；定位單元的各部件；通信單元的各組件；姿態(tài)單元的各組件、相關的軟件模塊等等。

【注3】 “網(wǎng)絡組織對象”系指來自網(wǎng)絡的可用資源：包含但不限于以下網(wǎng)絡內(nèi)的各種特定資源：互聯(lián)網(wǎng)（含4G/3G/2.5G數(shù)據(jù)通信、Wifi、微信、短信、各種數(shù)據(jù)服務、地圖、衛(wèi)星影像、交通等各類信息服務、承載于互聯(lián)網(wǎng)上的各類網(wǎng)絡資源）、cors差分服務網(wǎng)、全球定位天網(wǎng)（北斗、GPS、Glonass、伽利略、SBAS）、遙感信息網(wǎng)、自組網(wǎng)等。

【注4】系統(tǒng)功能的涌現(xiàn)性：正如連接在互聯(lián)網(wǎng)上的個人電腦，其硬件有限但運行于其上的軟件數(shù)量及其功能卻幾乎無限那樣，所述工作系統(tǒng)的數(shù)量及其功能幾乎也是無限的：這些功能不是物質(zhì)本身或部件本身的固有性質(zhì)，而是組織對象之間相互作用的結果。通過組織對象之間的相互作用產(chǎn)生大量的新功能，這就是系統(tǒng)功能的涌現(xiàn)性。

【注5】“自組織”：如果附加軟件技術，分布交互通用測繪儀可以支持自主生成工作系統(tǒng)，自主完成特定的工作任務。

參見圖1，本實用新型實施例提供的分布交互通用測繪儀包括分布交互通用測繪儀主機1，以及外置式三維姿態(tài)系統(tǒng)2或全姿態(tài)全地形實時動態(tài)測量桿3。分布交互通用測繪儀主機1單獨使用或組合使用，所述組合使用包括和外置式三維姿態(tài)系統(tǒng)2或全姿態(tài)全地形實時動態(tài)測量桿3或三腳架組合使用。

分布交互通用測繪儀主機1包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1.1、分布交互通信系統(tǒng)1.2、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1.3、莫氏錐度公口端同軸接口1.4。具體實施時，可將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1.1、分布交互通信系統(tǒng)1.2、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1.3設置在分布交互通用測繪儀主機1的外殼內(nèi)，莫氏錐度公口端同軸接口1.4連接分布交互通用測繪儀主機1的外殼，通常設置于外殼下方。

所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1.1包括全球定位單元、內(nèi)置式三維姿態(tài)單元、自動成像單元、測距單元；

所述分布交互通信系統(tǒng)1.2包括藍牙通信單元1.2.1、電臺通信單元1.2.2、公網(wǎng)通信單元1.2.3、cors差分通信單元1.2.4，具體實施時，還可以利用公用通信網(wǎng)連接利用遠程的通信平臺1.2.5，因此可視為分布交互通信系統(tǒng)1.2還包括通信平臺1.2.5；

所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1.3包括中央處理器1.3.1、人機交互單元1.3.3、電源單元1.3.2，具體實施時，還可以利用公用通信網(wǎng)連接利用遠程的云計算單元1.3.4分擔運算任務，因此可視為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1.3還包括云計算單元1.3.4。

所述外置式三維姿態(tài)系統(tǒng)2包括支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1、聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2。

所述全姿態(tài)全地形實時動態(tài)測量桿3包括短標點桿3.1、長標點桿3.2。

分布交互通用測繪儀同時覆蓋地面遙感遙測、cm級精度的動態(tài)測量、mm級精度的靜態(tài)測量、無時空位置限制的分布交互式協(xié)同測量等各種測繪業(yè)務需求，并實現(xiàn)各種測繪方式的通用：分布交互通用測繪儀主機1手持使用、在外置式三維姿態(tài)系統(tǒng)2上架設使用、在全姿態(tài)全地形實時動態(tài)測量桿3上使用、在普通三腳架上使用等。

一、實施例中分布交互通用測繪儀主機1的具體實現(xiàn)：

1）所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1.1的構成、工作原理和功能實現(xiàn)方法：

A. 全球定位單元的構成、工作原理和功能實現(xiàn)方法

所述全球定位單元包括全球定位天線1.1.1.1和全球定位系統(tǒng)接收機板卡1.1.1.2。全球定位單元是多芯合一的工作單元，包括GPS、北斗、伽利略、GLONASS、SBAS中的部分或全部，具體實施時可采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)。全球定位天線1.1.1.1和全球定位系統(tǒng)接收機板卡1.1.1.2連接，全球定位系統(tǒng)接收機板卡1.1.1.2連接中央處理器1.3.1，全球定位單元接收全球定位天網(wǎng)的信號并將初步處理后的數(shù)據(jù)上傳至中央處理器1.3.1。

B. 內(nèi)置式三維姿態(tài)單元的構成和工作原理

所述內(nèi)置式三維姿態(tài)單元包括電子三維姿態(tài)儀1.1.2.1、微機械陀螺1.1.2.2。電子三維姿態(tài)儀1.1.2.1、微機械陀螺1.1.2.2分別連接中央處理器1.3.1，內(nèi)置式三維姿態(tài)單元實時獲取分布交互通用測繪儀主機1的三維姿態(tài)數(shù)據(jù)并上傳至中央處理器1.3.1。

C. 自動成像單元的構成、工作原理和功能實現(xiàn)方法

自動成像單元的構成：

自動成像單元包括變焦系統(tǒng)、調(diào)焦系統(tǒng)兩部分。

所述變焦系統(tǒng)包括物鏡1.1.3.1.1、變焦鏡組1.1.3.1.2、變焦電機1.1.3.1.3、變焦傳動組1.1.3.1.4、變焦編碼器1.1.3.1.5。中央處理器1.3.1、變焦電機1.1.3.1.3、變焦傳動組1.1.3.1.4、變焦鏡組1.1.3.1.2依次連接，光線經(jīng)物鏡1.1.3.1.1射入變焦鏡組1.1.3.1.2，變焦傳動組1.1.3.1.4、變焦編碼器1.1.3.1.5、中央處理器1.3.1依次連接。

所述調(diào)焦系統(tǒng)包括物鏡1.1.3.1.1、調(diào)焦電機1.1.3.2.1、調(diào)焦傳動組1.1.3.2.2、調(diào)焦編碼器1.1.3.2.3、調(diào)焦鏡組1.1.3.2.4、CCD模塊1.1.3.2.5、圖像處理單元1.1.3.2.6。

變焦系統(tǒng)、調(diào)焦系統(tǒng)共用同一個物鏡1.1.3.1.1。物鏡1.1.3.1.1、變焦鏡組1.1.3.1.2、調(diào)焦鏡組1.1.3.2.4、CCD模塊1.1.3.2.5的光學鏡頭處在同一直線上，實現(xiàn)光路傳遞。

所述圖像處理單元1.1.3.2.6是圖像處理專用的DSP，包括基于圖像清晰度評價函數(shù)的圖像處理軟件（例如采用現(xiàn)有的基于小波變換算法的圖像處理軟件，本實用新型不予贅述）。

中央處理器1.3.1、調(diào)焦電機1.1.3.2.1、調(diào)焦傳動組1.1.3.2.2、調(diào)焦鏡組1.1.3.2.4依次連接，調(diào)焦傳動組1.1.3.2.2、調(diào)焦編碼器1.1.3.2.3和中央處理器1.3.1依次連接，調(diào)焦鏡組、CCD模塊1.1.3.2.5、圖像處理單元1.1.3.2.6和中央處理器1.3.1依次連接。圖像處理單元1.1.3.2.6通過聚焦檢測判斷聚焦是否準確、成像是否清晰：若圖像已經(jīng)符合設定標準則自動調(diào)焦任務完成；若圖像不符合設定標準向中央處理器1.3.1上傳調(diào)焦鏡組1.1.3.2.4新的運動方向和運動幅度數(shù)據(jù)，調(diào)焦工作閉環(huán)開始新一輪工作循環(huán)，直至圖像符合設定標準。

自動成像單元的工作原理與實現(xiàn)方法：

中央處理器1.3.1與自動成像單元構成變焦工作閉環(huán)、調(diào)焦工作閉環(huán)，通過這兩個工作閉環(huán)完成自動成像任務。

變焦工作閉環(huán)完成自動變焦：

中央處理器1.3.1讀取變焦鏡組1.1.3.1.2的變焦標定值驅動變焦電機1.1.3.1.3、變焦傳動組1.1.3.1.4使變焦鏡組1.1.3.1.2向相應標定位置運動，變焦編碼器1.1.3.1.5實時記錄變焦傳動組1.1.3.1.4的運動狀態(tài)同步反饋給中央處理器1.3.1，中央處理器1.3.1算出脈沖修正值并據(jù)此發(fā)出下一指令，直到變焦傳動組1.1.3.1.4到達設定的位置完成對變焦鏡組1.1.3.1.2的焦距調(diào)整。

調(diào)焦工作閉環(huán)完成自動調(diào)焦：

第一步，白光經(jīng)由物鏡1.1.3.1.1、變焦鏡組1.1.3.1.2、調(diào)焦鏡組1.1.3.2.4到達CCD模塊1.1.3.2.5。CCD模塊1.1.3.2.5將光信號轉換為電信號后傳輸給圖像處理單元1.1.3.2.6。圖像處理單元1.1.3.2.6通過聚焦檢測判斷聚焦是否準確、成像是否清晰并向中央處理器1.3.1上傳調(diào)焦鏡組1.1.3.2.4的運動方向和運動幅度數(shù)據(jù)；

第二步，中央處理器1.3.1據(jù)此向調(diào)焦電機1.1.3.2.1發(fā)出運動方向和運動幅度指令數(shù)據(jù)、調(diào)焦電機1.1.3.2.1和調(diào)焦傳動組1.1.3.2.2驅動調(diào)焦鏡組1.1.3.2.4到達指令位置、調(diào)焦編碼器1.1.3.2.3記錄調(diào)焦傳動組1.1.3.2.2的實際到達數(shù)據(jù)并上傳至中央處理器1.3.1。CCD模塊1.1.3.2.5獲得調(diào)焦鏡組1.1.3.2.4在運動后的新位置上傳來的光信號并將其轉換成電信號傳輸至圖像處理單元1.1.3.2.6。圖像處理單元1.1.3.2.6再次通過聚焦檢測判斷聚焦是否準確、成像是否清晰：若圖像已經(jīng)符合設定標準則自動調(diào)焦任務完成；若圖像不符合設定標準向中央處理器1.3.1上傳調(diào)焦鏡組1.1.3.2.4新的運動方向和運動幅度數(shù)據(jù)，調(diào)焦工作閉環(huán)開始新一輪工作循環(huán)，直至圖像符合設定標準。

中央處理器1.3.1至此獲得符合設定標準的清晰的物方實景影像。

D. 測距單元的構成、工作原理和功能實現(xiàn)方法

所述測距單元1.1.4包括激光發(fā)射裝置1.1.4.1、激光接收裝置1.1.4.2、距離解算裝置1.1.4.3。激光發(fā)射裝置1.1.4.1連接中央處理器1.3.1，激光接收裝置1.1.4.2連接距離解算裝置1.1.4.3，距離解算裝置1.1.4.3連接中央處理器1.3.1，中央處理器1.3.1向激光發(fā)射裝置1.1.4.1發(fā)出測距指令，激光發(fā)射裝置1.1.4.1向目標發(fā)射激光、激光接收裝置1.1.4.2接收自目標返回的激光并過濾掉雜波后傳輸至距離解算裝置1.1.4.3。距離解算裝置1.1.4.3將光信號轉換成電信號，根據(jù)發(fā)射-接收之間的時差和激光相位解算出距離數(shù)據(jù)并上傳至中央處理器1.3.1，具體解算實現(xiàn)為現(xiàn)有技術，本實用新型不予贅述。

2）所述分布交互通信系統(tǒng)1.2的構成、工作原理和功能實現(xiàn)方法：

分布交互通信系統(tǒng)1.2是分布交互通用測繪儀主機1與其它分布交互系統(tǒng)處理器之間的通信站。

所述處理器是具有數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)采集或數(shù)據(jù)處理能力的裝置。

所述分布交互系統(tǒng)是由一組處理器的相互作用構成的工作系統(tǒng)。

所述分布交互系統(tǒng)處理器是構成分布交互系統(tǒng)的處理器，系指：連接在藍

牙通信網(wǎng)、電臺通信網(wǎng)、4G/3G/2.5G公用通信網(wǎng)、有線/無線因特網(wǎng)、cors差分通信網(wǎng)、傳感器自組網(wǎng)等各種通信網(wǎng)絡上的具有數(shù)據(jù)通信/數(shù)據(jù)處理或數(shù)據(jù)采集能力的裝置。例如，包括但不限于連接在所述各種通信網(wǎng)絡上的計算機、手機、傳感器、分布交互通用測繪儀主機1、外置式三維姿態(tài)系統(tǒng)2、全球定位系統(tǒng)基準站、通信平臺1.2.5、云計算單元1.3.4等等。所述分布交互系統(tǒng)處理器可以是連接在所述通信網(wǎng)中的一個通信網(wǎng)上的裝置，也可以是同時連接在所述通信網(wǎng)中的多個通信網(wǎng)或全部通信網(wǎng)上的裝置。

中央處理器1.3.1可同時啟用藍牙通信單元1.2.1、電臺通信單元1.2.2、公網(wǎng)通信單元1.2.3、cors差分通信單元1.2.4、通信平臺1.2.5、傳感器自組網(wǎng)中的部分或全部。

根據(jù)中央處理器1.3.1的指令，所述藍牙通信單元1.2.1在分布交互通用測繪儀主機1與其它分布交互系統(tǒng)處理器之間建立雙向數(shù)據(jù)通信鏈接。兩者之間的距離不超過30米。

根據(jù)中央處理器1.3.1的指令，所述電臺通信單元1.2.2在分布交互通用測繪儀主機1與其它分布交互系統(tǒng)處理器之間建立雙向數(shù)據(jù)通信鏈接。兩者之間的距離不超過30公里。

根據(jù)中央處理器1.3.1的指令，所述公網(wǎng)通信單元1.2.3經(jīng)由連接在公用通信網(wǎng)上的通信平臺1.2.5，在分布交互通用測繪儀主機1與分布在全球范圍內(nèi)的連接在公用通信網(wǎng)上的其它分布交互系統(tǒng)處理器之間建立雙向數(shù)據(jù)通信鏈接。所述通信平臺1.2.5用于分布交互系統(tǒng)處理器之間的點對點數(shù)據(jù)互傳和點對多點的數(shù)據(jù)廣播。在公用通信網(wǎng)覆蓋范圍之內(nèi)，通信連接點之間沒有空間位置限制也沒有距離限制。

所述通信平臺1.2.5是連接在公用通信網(wǎng)上的計算機通信服務器，通過公網(wǎng)通信單元1.2.3與中央處理器1.3.1連接，用于在分布交互系統(tǒng)處理器之間建立實時互通的數(shù)據(jù)鏈。

根據(jù)中央處理器1.3.1的指令，所述cors差分通信單元1.2.4通過2.5G公用通信網(wǎng)中的專用cors差分通信信道與當?shù)氐腸ors差分服務平臺建立雙向數(shù)據(jù)通信鏈接。所述cors差分通信單元1.2.4適用于公用cors差分網(wǎng)、自組cors差分網(wǎng)，統(tǒng)一采用公用通信網(wǎng)中的某一信道進行差分通信。在當?shù)豤ors差分通信網(wǎng)的覆蓋范圍之內(nèi)，兩者之間沒有空間位置限制也沒有距離限制。

分布交互通用測繪儀主機1可通過所述分布交互通信系統(tǒng)1.2同時連接承載于藍牙通信網(wǎng)、電臺通信網(wǎng)、4G/3G/2.5G公用通信網(wǎng)、有線/無線因特網(wǎng)、cors差分通信網(wǎng)等各種通信網(wǎng)絡上的多個其它分布交互系統(tǒng)處理器，也可一次只連接承載于一個或多個通信網(wǎng)絡上的一個或多個其它分布交互系統(tǒng)處理器。

3）所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1.3的構成、工作原理和功能實現(xiàn)方法：

所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1.3包括中央處理器1.3.1、人機交互單元1.3.3。

所述中央處理器1.3.1是包括CPU、內(nèi)存儲器、外存儲器、數(shù)據(jù)接口單元1.3.1.1、電源管理單元1.3.1.2在內(nèi)的數(shù)據(jù)處理單元。

所述數(shù)據(jù)接口單元1.3.1.1的上行端口連接中央處理器1.3.1的CPU，下行端口連接包括全球定位單元、內(nèi)置式三維姿態(tài)單元、自動成像單元、測距單元、藍牙通信單元1.2.1、電臺通信單元1.2.2、公網(wǎng)通信單元1.2.3、cors差分通信單元1.2.4、人機交互單元1.3.3、電源單元1.3.2在內(nèi)的分布交互通用測繪儀主機1的所有工作單元。

所述電源管理單元1.3.1.2是具有數(shù)據(jù)處理能力的DSP，承擔分布交互通用測繪儀主機1的電源管理任務。電源管理單元1.3.1.2的上行端口連接中央處理器1.3.1的CPU，下行端口通過連接數(shù)據(jù)接口單元1.3.1.1連接分布交互通用測繪儀主機1的所有工作單元。

所述人機交互單元1.3.3包括觸摸屏和按鍵，經(jīng)由數(shù)據(jù)接口單元1.3.1.1連接中央處理器1.3.1的CPU。

操作人員通過所述人機交互單元1.3.3向中央處理器1.3.1輸入人工指令時有且只有如下兩種情形。

一是所述人工指令只涉及分布交互通用測繪儀主機1的機殼內(nèi)各工作單元時：中央處理器1.3.1根據(jù)所述人工指令向全球定位單元、內(nèi)置式三維姿態(tài)單元、自動成像單元、測距單元；藍牙通信單元1.2.1、電臺通信單元1.2.2、公網(wǎng)通信單元1.2.3、cors差分通信單元1.2.4、其它所有與所述人工指令相關的機內(nèi)工作單元發(fā)出機器指令。與所述機器指令相關的工作單元接受、自動完成所述機器指令并向中央處理器1.3.1反饋執(zhí)行結果數(shù)據(jù)。中央處理器1.3.1根據(jù)執(zhí)行結果數(shù)據(jù)自動進入下一步操作，直至完成所述人工指令并在觸摸屏上顯示結果數(shù)據(jù)；

二是所述人工指令涉及分布交互通用測繪儀主機1的機殼外各分布交互系統(tǒng)處理器時：中央處理器1.3.1通過數(shù)據(jù)鏈連接所述各分布交互系統(tǒng)處理器，使其成為分布交互通用測繪儀主機1的機外工作單元。所述分布交互通用測繪儀主機1的機外工作單元與機內(nèi)工作單元在中央處理器1.3.1的控制下協(xié)同完成工作任務。

所述數(shù)據(jù)鏈的建立方式：中央處理器1.3.1通過藍牙通信單元1.2.1與外置式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1、聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2、大功率數(shù)傳電臺、距離分布交互通用測繪儀主機130米內(nèi)的需要藍牙通信的其它分布交互系統(tǒng)處理器建立數(shù)據(jù)鏈；中央處理器1.3.1通過電臺通信單元1.2.2或公網(wǎng)通信單元1.2.3或cors差分通信單元1.2.4，與距離分布交互通用測繪儀主機130公里內(nèi)的其它分布交互系統(tǒng)處理器建立數(shù)據(jù)鏈；中央處理器1.3.1通過公網(wǎng)通信單元1.2.3或cors差分通信單元1.2.4在分布交互通用測繪儀主機1與其它分布交互系統(tǒng)處理器之間建立數(shù)據(jù)鏈。在所述公用通信網(wǎng)或cors差分通信網(wǎng)的通信覆蓋范圍內(nèi)，分布交互通用測繪儀主機1與其它分布交互系統(tǒng)處理器之間的數(shù)據(jù)互連無距離限制、無空間位置限制。

所述云計算平臺1.3.4是連接在公用通信網(wǎng)上的計算機運算服務器，通過公網(wǎng)通信單元1.2.3與中央處理器1.3.1連接，用于為所有分布交互系統(tǒng)處理器提供大數(shù)據(jù)量的高速云計算服務。

4）同軸同心

首先構建視準軸：設計制作光學支架，使得物鏡1.1.3.1.1的視準軸、變焦鏡組1.1.3.1.2的視準軸、調(diào)焦鏡組1.1.3.2.4的視準軸、CCD模塊1.1.3.2.5光學鏡頭的視準軸處在同一直線上。

自動成像單元的視準軸M：物鏡1.1.3.1.1的視準軸、變焦鏡組1.1.3.1.2的視準軸、調(diào)焦鏡組1.1.3.2.4的視準軸、CCD模塊1.1.3.2.5光學鏡頭的視準軸處在同一直線M上時，直線M稱為自動成像單元的視準軸。

三光同軸：自動成像單元視準軸M、激光發(fā)射裝置1.1.4.1的光軸N、激光接收裝置1.1.4.2的光軸P三者相互平行或重合，稱為三光同軸。

多軸同心：所述自動成像單元的視準軸M與直線L垂直相交于O’’點。其中L是如下兩點構成的直線：全球定位天線1.1.1.1的相位中心點O₁、莫氏錐度公口端同軸接口1.4與外置式三維姿態(tài)系統(tǒng)2和全姿態(tài)全地形實時動態(tài)測量桿3上相應接口端，例如莫氏錐度母口端2.1.1.1，的組合到位點 O₂。O’’點稱為分布交互通用測繪儀主機1的校準坐標系原點，坐標為（0,0,0）。

二、實施例中外置式三維姿態(tài)系統(tǒng)2的具體實現(xiàn)：

外置式三維姿態(tài)系統(tǒng)2：包括支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1或聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2兩種實施方式。

所述支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1、聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2具有相同的作用和使用方法、適用于不同型號和外形的分布交互通用測繪儀主機1：分布交互通用測繪儀主機1安裝在支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1上使用時，后者為前者提供角秒級精度的三維姿態(tài)數(shù)據(jù)，兩者共同構成一個具有角秒級姿態(tài)測量精度的完整的分布交互系統(tǒng)處理器；分布交互通用測繪儀主機1安裝在聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2上使用時，后者為前者提供角秒級精度的三維姿態(tài)數(shù)據(jù)，兩者共同構成一個具有角秒級姿態(tài)測量精度的完整的分布交互系統(tǒng)處理器。

1）支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1

參見圖3，所述支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1包括同軸接口單元2.1.1、仰俯運動單元、航向運動單元、整平單元、藍牙通信單元2.1.5、微機板2.1.6、支架2.1.7。

所述同軸接口單元2.1.1包括莫氏錐度母口端2.1.1.1、退出螺桿2.1.1.2、鎖定螺桿2.1.1.3。所述同軸接口單元2.1.1安裝在橫曲軸2.1.2.1上。

所述仰俯運動單元包括橫曲軸2.1.2.1、仰俯角度編碼器2.1.2.2。橫曲軸2.1.2.1安裝在支架2.1.7上，仰俯角度編碼器2.1.2.3安裝在橫曲軸2.1.2.1的中軸線上。

所述航向運動單元包括豎軸2.1.3.1、航向角度編碼器2.1.3.2。豎軸2.1.3.1安裝在支架2.1.7上，航向角度編碼器2.1.3.2安裝在豎軸2.1.3.1上。

所述整平單元包括調(diào)節(jié)螺桿組、電子水泡。整平單元安裝在支架2.1.7上。

分布交互通用測繪儀主機1與支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1的連接和分離：將莫氏錐度母口端2.1.1.1插入莫氏錐度公口端同軸接口1.4，轉動鎖定螺桿2.1.1.3使兩者緊固為一個整體，將分布交互通用測繪儀主機1固定在支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1上。此時全球定位天線1.1.1.1的相位中心與莫氏錐度母口端2.1.1.1的幾何中心構成的直線重合于豎軸2.1.3.1的中軸線。反之，松開鎖定螺桿2.1.1.3、轉動退出螺桿2.1.1.2，可從支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1上取出分布交互通用測繪儀主機1。

所述微機板2.1.6是支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)收發(fā)裝置：所述仰俯角度編碼器2.1.2.3、航向角度編碼器2.1.3.2、電子水泡、藍牙通信單元2.1.5連接在微機板2.1.6上，接受并執(zhí)行微機板2.1.6的工作指令；中央處理器1.3.1通過藍牙通信單元1.2.1、藍牙通信單元2.1.5實現(xiàn)與微機板2.1.6之間的雙向數(shù)據(jù)通信；微機板2.1.6通過仰俯角度編碼器2.1.2.3、航向角度編碼器2.1.3.2、電子水泡執(zhí)行中央處理器1.3.1的工作指令并向中央處理器1.3.1反饋信息，使中央處理器1.3.1獲得分布交互通用測繪儀主機1在支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1上的實時動態(tài)三維姿態(tài)數(shù)據(jù)。

O點是質(zhì)心：裝配完畢后，分布交互通用測繪儀主機 1、橫曲軸2.1.2.1、同軸接口單元2.1.1構成了一個物理整體W，O點是W的質(zhì)心。

分布交互通用測繪儀主機1與支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1組合裝配后的軸系圖例可參見圖4：

自動成像單元的視準軸M、激光發(fā)射裝置1.1.4.1的光軸N、激光接收裝置1.1.4.2的光軸P三者相互平行或重合，

所述自動成像單元的視準軸M與直線L垂直相交于O’’點。其中L是如下兩點構成的直線：全球定位天線1.1.1.1的相位中心點O₁、莫氏錐度公口端同軸接口1.4與莫氏錐度母口端2.1.1.1的組合到位點 O₂。

支架式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.1中，直線L即為豎軸2.1.3.1的中軸線。

O’’點稱為分布交互通用測繪儀主機1的校準坐標系原點，坐標為（0,0,0）。

π2平面是豎軸2.1.3.1的底面，π1平面與π2平面相互正交，橫曲軸2.1.2.1的中軸線與豎軸2.1.3.1的中軸線同在π1平面上，相互正交，豎軸2.1.3.1的中軸線穿過π2平面。

2）聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2

參見圖5，所述聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2，包括同軸連接器2.2.1、經(jīng)緯儀2.2.2、藍牙通信單元2.2.3。經(jīng)緯儀2.2.2是現(xiàn)有技術，包括經(jīng)緯儀望遠鏡、經(jīng)緯儀橫軸、經(jīng)緯儀豎軸、經(jīng)緯儀仰俯運動編碼器、經(jīng)緯儀支架、經(jīng)緯儀航向運動編碼器、經(jīng)緯儀微機板、經(jīng)緯儀電子水泡，本實用新型不予贅述。

所述同軸連接器2.2.1包括水平調(diào)節(jié)器2.2.1.1、航向調(diào)節(jié)器2.2.1.2、配重件2.2.1.3、緊固件2.2.1.4。所述水平調(diào)節(jié)器2.2.1.1具有3個調(diào)節(jié)螺桿，用于調(diào)節(jié)同軸連接器2.2.1與經(jīng)緯儀2.2.2的望遠鏡之間的相對位置，使水平調(diào)節(jié)器2.2.1.1的3個調(diào)節(jié)螺桿構成的平面平行于經(jīng)緯儀2.2.2的望遠鏡的視準軸。所述航向調(diào)節(jié)器2.2.1.2是一個可調(diào)節(jié)分布交互通用測繪儀主機1在同軸連接器2.2.1上的航向角角度并予固定的具有莫氏錐度的固件，用于保證自動成像單元的視準軸與經(jīng)緯儀2.2.2的望遠鏡視準軸平行。所述配重件2.2.1.3的質(zhì)量與分布交互通用測繪儀主機1的質(zhì)量相同，兩者在經(jīng)緯儀2.2.2的望遠鏡上的安裝方向相反，使分布交互通用測繪儀主機1在聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2上做仰俯運動時能夠自由停留在任意角度的位置上。在分布交互通用測繪儀主機1中使用聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2時，所述緊固件2.2.1.4將全球定位單元的全球定位接收機天線即全球定位天線1.1.1.1的相位中心O₂固定在經(jīng)緯儀2.2.2的豎軸中軸線上，并提供莫氏錐度母口端和莫氏錐度公口端同軸接口1.4配合，完成分布交互通用測繪儀主機1和聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2之間的緊固連接。

所述藍牙通信單元2.2.3安裝并連接在經(jīng)緯儀的微機板上，實時讀取經(jīng)緯儀微機板數(shù)據(jù)并實時傳輸至藍牙通信單元1.2.1。藍牙通信單元1.2.1經(jīng)由數(shù)據(jù)接口單元1.3.1.1將經(jīng)緯儀微機板數(shù)據(jù)上傳至中央處理器1.3.1，使中央處理器1.3.1獲得分布交互通用測繪儀主機1在聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2上的實時動態(tài)三維姿態(tài)數(shù)據(jù)。

O點是W的質(zhì)心：W是由分布交互通用測繪儀主機1、同軸連接器(2.2.1)、經(jīng)緯儀望遠鏡、經(jīng)緯儀橫軸，組合后的物理整體。

分布交互通用測繪儀主機1與聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2組合裝配后的軸系圖例可參見圖6。聯(lián)用式三維姿態(tài)系統(tǒng)2.2中，直線L與經(jīng)緯儀2.2.2的豎軸中軸線重合。O''點是自動成像單元的視準軸M與直線L垂直相交的交點，

O₂是全球定位天線1.1.1.1的相位中心，O₁是莫氏錐度公口端同軸接口1.4與緊固件2.2.1.4所提供莫氏錐度母口端的組合到位點。

經(jīng)緯儀視準軸記為M₀，O點是W的質(zhì)心，同時是經(jīng)緯儀橫軸與經(jīng)緯儀望遠鏡視準軸的交點。

三、實施例中全姿態(tài)全地形實時動態(tài)測量桿3的具體實現(xiàn)：

全姿態(tài)全地形實時動態(tài)測量桿，包括短標點桿3.1、長標點桿3.2兩種實施方式。具體實施時，短標點桿3.1、長標點桿3.2可根據(jù)分布交互通用測繪儀主機1的具體實現(xiàn)進行設計。一般分布交互通用測繪儀主機1可設計為單手手持型或雙手手持型，單手手持型重量較輕，使用時可以一手持機器，一手操作；雙手手持型重量較重，使用時可以雙手持機器，用手指操作，但可以采用性能更優(yōu)的部件，具有更遠的測量距離，更大的光學放大倍數(shù)，更高的精度。因此，由于重心情況不同，相應具體設計有所區(qū)別，本實用新型提供相應實施方式說明如下：

1）在短標點桿3.1上的全姿態(tài)全地形實時動態(tài)定位測量

參見圖7和圖8，所述短標點桿3.1包括短桿3.1.1、球頭3.1.2、球頭鎖定螺桿3.1.3、球頭標點桿連接件3.1.4、同軸接口單元3.1.5、重心把手3.1.6。

所述短桿3.1.1包括桿身和桿尖。桿身頂部有與球頭標點桿連接件3.1.4配套的螺公，桿身長度可根據(jù)使用者身高自由調(diào)節(jié)。桿尖安裝在桿身底部，用于標定測點位置。

所述球頭標點桿連接件3.1.4包括球頭槽和連接螺口，球頭3.1.2安裝在球頭槽內(nèi)，連接螺口將球頭槽連接在短桿3.1.1上，球頭槽內(nèi)設有一個彈性對中鋼球。

所述同軸接口單元3.1.5包括莫氏錐度母口端3.1.5.1、退出螺桿3.1.5.2、鎖定螺桿3.1.5.3。

參見圖7，分布交互通用測繪儀主機1采用單手手持型：同軸接口單元3.1.5固定在球頭3.1.2上。同軸接口單元3.1.5的運動帶動球頭3.1.2運動。球頭標點桿連接件3.1.4中的球頭槽只沿著一個方向開槽，故球頭只能沿著一個方向轉動，轉動途中必經(jīng)彈性對中鋼球3.1.2.1。球頭3.1.2運動至所述彈性對中鋼球3.1.2.1所在位置，則彈性對中鋼球3.1.2.1自動彈起，將同軸接口單元3.1.5校準在彈性對中鋼球3.1.2.1所在位置，轉動球頭鎖定螺桿3.1.3可將同軸接口單元3.1.5固定在彈性對中鋼球3.1.2.1所在位置上。反之，松開球頭鎖定螺桿3.1.3可使同軸接口單元3.1.5自由運動。

分布交互通用測繪儀主機1與短標點桿3.1的連接與分離：將莫氏錐度母口端3.1.5.1插入莫氏錐度公口端同軸接口1.4后轉動鎖定螺桿3.1.5.3即完成連接。反之則分離。

分布交互通用測繪儀主機1與短標點桿3.1連接后的構成：將分布交互通用測繪儀主機1連接在短標點桿3.1上，即構成一個完整的動態(tài)測量型分布交互系統(tǒng)處理器。所述重心把手3.1.6處于在這個完整的動態(tài)測量型分布交互系統(tǒng)處理器的解剖重心上。轉動分布交互通用測繪儀主機1，使同軸接口單元3.1.5自動校準在彈性對中鋼球3.1.2.1所在位置上并轉動球頭鎖定螺桿3.1.3使之緊固，此時全球定位天線1.1.1.1的相位中心、彈性對中鋼球3.1.2.1、短桿3.1.1桿尖這三個幾何點處在同一直線上。

參見圖7，所述重心把手3.1.6設于分布交互通用測繪儀主機1和同軸接口單元3.1.5側面：

O₂點：全球定位天線1.1.1.1的相位中心

O''點：自動成像單元的視準軸M與L的交點。

O₁點：莫氏錐度母口端3.1.5.1與莫氏錐度公口端同軸接口1.4的組合到位點。

O點：裝配后的分布交互通用測繪儀（1）+ 短標點桿3.1成為一個物理上的整體。O點是這個整體的質(zhì)心。

O₃點：短標點桿3.1的桿尖

圖中彈性對中鋼球3.1.2.1、O''_、O_{1 、}O_{2 、}O₃同在直線 L 上。

參見圖8，分布交互通用測繪儀主機1采用雙手手持型：所述重心把手3.1.6設于分布交互通用測繪儀主機1和同軸接口單元3.1.5下方，虛線框內(nèi)包括短標點桿3.1各組件，

O點是質(zhì)心：分布交互通用測繪儀主機(1)與短標點桿3.1組合后的質(zhì)心。

因為質(zhì)心O的位置不同，重心把手3.1.6的位置設置在同軸接口單元3.1.5下方，同軸接口單元3.1.5經(jīng)重心把手3.1.6固定在球頭3.1.2上。因此相應連接方式為：

同軸接口單元3.1.5的運動帶動重心把手3.1.6、球頭3.1.2運動，球頭3.1.2運動至所述彈性對中鋼球3.1.2.1所在位置，則彈性對中鋼球3.1.2.1自動彈起將同軸接口單元3.1.5校準在彈性對中鋼球3.1.2.1所在位置，轉動球頭鎖定螺桿3.1.3可將同軸接口單元3.1.5固定在彈性對中鋼球3.1.2.1所在位置上。反之，松開球頭鎖定螺桿3.1.3可使同軸接口單元3.1.5自由運動。

分布交互通用測繪儀主機1在短標點桿3.1上的全姿態(tài)全地形實時動態(tài)定位測量：全球定位天線1.1.1.1和全球定位系統(tǒng)接收機板卡1.1.1.2接收全球定位天網(wǎng)的信號并將處理后的數(shù)據(jù)上傳至中央處理器1.3.1。所述內(nèi)置式三維姿態(tài)單元將三維姿態(tài)數(shù)據(jù)上傳至中央處理器1.3.1。中央處理器1.3.1綜合全球定位天線1.1.1.1的相位中心到短桿3.1.1桿尖的距離數(shù)據(jù)、三維姿態(tài)數(shù)據(jù)、全球定位數(shù)據(jù)、全球定位系統(tǒng)時間實時解算出短桿3.1.1桿尖的（經(jīng)度，緯度，高程，時間）數(shù)據(jù)。

姿態(tài)測量誤差對動態(tài)定位測量誤差的貢獻為毫米級：分布交互通用測繪儀主機1在短標點桿3.1上進行厘米級精度的實時動態(tài)定位測量時，誤差分析和實測結果證明，內(nèi)置式三維姿態(tài)單元的姿態(tài)測量誤差對所述短桿3.1.1桿尖的（經(jīng)度，緯度，高程，時間）數(shù)據(jù)的空間誤差貢獻為毫米級。

地形變化對定位測量誤差的貢獻為零：根據(jù)所述之分布交互通用測繪儀主機1在短標點桿3.1上的全姿態(tài)實時動態(tài)定位測量原理，其定位測量誤差只與衛(wèi)星信號和地磁相關。所述短桿3.1.1桿尖的（經(jīng)度，緯度，高程，時間）數(shù)據(jù)的空間誤差與短桿3.1.1桿尖所標定之測點無關、與測點所在地點的地形無關。

2）分布交互通用測繪儀主機1在短標點桿3.1上的遙感遙測

松開球頭鎖定螺桿3.1.3可使分布交互通用測繪儀主機1在短標點桿3.1上的自由旋轉。中央處理器1.3.1將自動成像單元上傳的影像數(shù)據(jù)傳輸給觸摸屏并顯示，操作人員在影像中選定目標。分布交互通用測繪儀主機1自動遙測獲得目標的三維大地坐標：中央處理器1.3.1綜合全球定位單元上傳的實時空間位置數(shù)據(jù)、內(nèi)置式三維姿態(tài)單元上傳的實時三維姿態(tài)數(shù)據(jù)、測距單元1.1.4上傳的距離數(shù)據(jù)實時解算出目標的三維大地坐標。

3）在長標點桿3.2上的全姿態(tài)全地形實時動態(tài)定位測量

參見圖9和圖10，所述長標點桿3.2包括長桿3.2.1、外置式全球定位天線3.2.2、連接件。所述連接件包括螺桿3.2.3.1、夾具3.2.3.2、莫氏錐度母口端橫軸3.2.3.3、接口鎖定螺桿3.2.3.4、莫氏錐度母口端橫軸鎖定螺桿3.2.3.5。

分布交互通用測繪儀主機1與長標點桿3.2的連接與分離：所述外置式全球定位天線3.2.2通過螺口安裝在長桿3.2.1的頂端。將夾具3.2.3.2置于長桿3.2.1的桿身，旋緊螺桿3.2.3.1使連接件緊固在長桿3.2.1的桿身上。將莫氏錐度公口端同軸接口1.4插入莫氏錐度母口端橫軸3.2.3.3上的莫氏錐度母口端，旋緊接口鎖定螺桿3.2.3.4，將分布交互通用測繪儀主機1固定在莫氏錐度母口端橫軸3.2.3.3上，完成分布交互通用測繪儀主機1與長標點桿3.2的連接。反之則實現(xiàn)分布交互通用測繪儀主機1與長標點桿3.2的分離。

由于重心的不同，分布交互通用測繪儀主機1采用雙手手持型時，莫氏錐度母口端橫軸3.2.3.3可采用曲軸，以支持分布交互通用測繪儀主機1基于橫向的旋轉。

參見圖10，O點：分布交互通用測繪機與莫氏錐度母口端橫軸3.2.3.3裝配到位后構成一個完整的物理整體W，O點是W的解剖重心。 O點在H上。

分布交互通用測繪儀主機1在長標點桿3.2上的全姿態(tài)全地形實時動態(tài)定位測量：全球定位天線1.1.1.1和全球定位系統(tǒng)接收機板卡1.1.1.2接收全球定位天網(wǎng)的信號并將處理后的數(shù)據(jù)上傳至中央處理器1.3.1。所述內(nèi)置式三維姿態(tài)單元將三維姿態(tài)數(shù)據(jù)上傳至中央處理器1.3.1。中央處理器1.3.1綜合全球定位天線1.1.1.1的相位中心到長桿3.2.1桿尖的距離數(shù)據(jù)、三維姿態(tài)數(shù)據(jù)、全球定位數(shù)據(jù)、全球定位系統(tǒng)時間實時解算出長桿3.2.1桿尖的（經(jīng)度，緯度，高程，時間）數(shù)據(jù)?；蛘?，采用外置式全球定位天線3.2.2代替全球定位天線1.1.1.1進行工作，接收全球定位天網(wǎng)的信號并將處理后的數(shù)據(jù)上傳至中央處理器1.3.1，外置式全球定位天線3.2.2的相位中心記為O_x。

姿態(tài)測量誤差對動態(tài)定位測量誤差的貢獻為毫米級：分布交互通用測繪儀主機1在長標點桿3.2上進行厘米級精度的實時動態(tài)定位測量時，誤差分析和實測結果證明，內(nèi)置式三維姿態(tài)單元的姿態(tài)測量誤差對所述短桿3.1.1桿尖的（經(jīng)度，緯度，高程，時間）數(shù)據(jù)的空間誤差貢獻為毫米級。

地形變化對定位測量誤差的貢獻為零：根據(jù)所述之分布交互通用測繪儀主機1在長標點桿3.2上的全姿態(tài)實時動態(tài)定位測量原理，其定位測量誤差只與衛(wèi)星信號和地磁相關。所述長標點桿3.2桿尖的（經(jīng)度，緯度，高程，時間）數(shù)據(jù)的空間誤差與長標點桿3.2桿尖所標定之測點無關、與測點所在地點的地形無關。

4）在長標點桿3.2上的遙感遙測

松開莫氏錐度母口端橫軸鎖定螺桿3.2.3.5，使莫氏錐度公口端橫軸3.2.3.3自由轉動。中央處理器1.3.1將自動成像單元上傳的影像數(shù)據(jù)傳輸給觸摸屏并顯示，操作人員在影像中選定目標。分布交互通用測繪儀主機1自動遙測獲得目標的三維大地坐標：中央處理器1.3.1綜合全球定位單元上傳的實時空間位置數(shù)據(jù)、內(nèi)置式三維姿態(tài)單元上傳的實時三維姿態(tài)數(shù)據(jù)、測距單元上傳的距離數(shù)據(jù)實時解算出目標的三維大地坐標。

四、分布交互通信

本實用新型實施例的分布交互通用測繪儀主機1的通信原理如圖2所示，以下用從上往下分層的方式詮釋。第一層：左邊標示“全球定位衛(wèi)星”的云朵表示用于全球定位的衛(wèi)星群構成的天網(wǎng)，包含美國的GPS、中國的北斗、歐盟的伽利略、俄羅斯的GLONASS、日本的SBAS差分網(wǎng)等可用資源。例如，GPS用于全球定位的衛(wèi)星群含有26顆衛(wèi)星(2顆備份，24顆運行)，分6條軌道等。這26顆衛(wèi)星就構成了GPS天網(wǎng)。同理表述北斗天網(wǎng)、伽利略天網(wǎng)和GLONASS天網(wǎng)。右邊標示“遙感衛(wèi)星”的云朵表示由各國、各種用于觀測地球資源的RS衛(wèi)星的可用資源(如航天遙感影像等)；第二層：包括本實用新型所提供的分布交互通用測繪儀，標有“藍牙”、在“電臺網(wǎng)”、“cors通信網(wǎng)”字樣的網(wǎng)絡表示分布交互系統(tǒng)處理器之間通過自組網(wǎng)或公用cors差分網(wǎng)進行的無線通信，標有“地面RS數(shù)據(jù)”字樣的位于兩邊的閃電形符號表示分布交互系統(tǒng)處理器的地面遙感功能；第三層：地面通信網(wǎng)絡。左邊標有“有線/無線電話網(wǎng)”字樣的云朵表示用于地面通話的電話網(wǎng)，其終端包含手機和座機。中間標有“無線Internet(2.5G/3G/4G)”字樣的云朵表示無線數(shù)據(jù)網(wǎng)。右邊標有“地面站”字樣的云朵表示遙感衛(wèi)星的地面站網(wǎng)絡；第四層：地面通信網(wǎng)絡。標有“2.5G平臺”、“3G平臺”、“4G平臺”、“RS數(shù)據(jù)平臺”的方框分別表示2.5G無線數(shù)據(jù)通信平臺、3G無線數(shù)據(jù)通信平臺、4G無線數(shù)據(jù)通信平臺和與各地面站連接的遙感數(shù)據(jù)平臺；第五層：標有“有線Internet”字樣的云朵表示通用的有線因特網(wǎng)，左邊標有通信平臺1.2.5字樣的圖標表示連接在因特網(wǎng)上的分布交互系統(tǒng)通信站，用于實現(xiàn)分布交互系統(tǒng)內(nèi)各處理器之間的點對點互聯(lián)和點對多點的數(shù)據(jù)廣播。右邊標云計算單元1.3.4字樣的圖標表示連接在因特網(wǎng)上的為所有分布交互系統(tǒng)內(nèi)處理器提供運算服務的服務器。各層之間的通信符號：閃電形符號表示無線通信方式的數(shù)據(jù)鏈接，直線相連表示有線通信方式的數(shù)據(jù)鏈接。

本實用新型僅要求保護硬件結構，具體使用方式可由本領域技術人員自行設定。在具體實施時，可以按用戶需求選擇分布交互通用測繪儀主機1各單元具體型號。

需要強調(diào)的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的。因此本實用新型包括并不限于具體實施方式中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據(jù)本實用新型的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護的范圍。