基于慣性導(dǎo)航的gps測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及衛(wèi)星通信，具體是指一種基于慣性導(dǎo)航的GPS 測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 常規(guī)的GI^S測量技術(shù)需要保持GI^S接收機(jī)水平地放置于空間進(jìn)行采點(diǎn)測量，GI^S接 收機(jī)稍有傾斜就會引入測量誤差，給工作人員的工作帶來了極大的不便，且不利于人機(jī)交 互水平的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種能夠使得傾斜狀態(tài)下測 量值與水平對中狀態(tài)下測量值誤差在一定范圍內(nèi)、滿足Gl^s測量需求的基于慣性導(dǎo)航的 GI^S測量系統(tǒng)。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于慣性導(dǎo)航的GI^S測量系統(tǒng)具有如下構(gòu)成：
[0005] 該基于慣性導(dǎo)航的GI^S測量系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是，所述的系統(tǒng)包括：
[0006] 慣性導(dǎo)航測試模塊，用W檢測GI^S接收機(jī)在空間中的姿態(tài)；
[0007] GNSS模塊，用W接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)；
[000引主控模塊，用W根據(jù)Gl^s接收機(jī)在空間中的姿態(tài)W及衛(wèi)星數(shù)據(jù)計算Gl^s接收機(jī)的 當(dāng)前位置；
[0009] 上位機(jī)，與從所述的主控模塊獲取所述的GI^S接收機(jī)的當(dāng)前位置；
[0010] 電源模塊，用W給所述的慣性導(dǎo)航測試模塊、GNSS模塊W及主控模塊供電。
[0011] 進(jìn)一步地，所述的慣性導(dǎo)航測試模塊包括加速度傳感器、地磁傳感器W及巧螺儀。
[0012] 更進(jìn)一步地，所述的加速度傳感器為=軸加速度傳感器。
[0013] 更進(jìn)一步地，所述的地磁傳感器為=軸地磁傳感器。
[0014] 更進(jìn)一步地，所述的巧螺儀為單軸巧螺儀。
[0015] 進(jìn)一步地，所述的系統(tǒng)還包括藍(lán)牙模塊，所述的主控模塊通過所述的藍(lán)牙模塊與 所述的上位機(jī)進(jìn)行通信。
[0016] 采用了該發(fā)明中的基于慣性導(dǎo)航的GI^S測量系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下有 近:效果：
[0017] 本系統(tǒng)采用地磁傳感器、巧螺儀、加速度傳感器組成的慣性導(dǎo)航測量模塊自動檢 測Gl^s接收機(jī)在空間中的姿態(tài)，GI^S接收機(jī)在一定角度（0-15° )內(nèi)傾斜范圍內(nèi)進(jìn)行測量的 時候，慣性導(dǎo)航測量模塊自動的將傾斜的偏差值補(bǔ)償?shù)紾I^S測量數(shù)據(jù)中，使得傾斜狀態(tài)下 測量值與水平對中狀態(tài)下測量值誤差在3cmW內(nèi)，滿足GI^S測量需求，慣性導(dǎo)航測量模塊運(yùn) 用于GI^S測量系統(tǒng)，顛覆了傳統(tǒng)的GI^S測量方法，使得GI^S測量變得十分輕松，降低了測量 員勞動強(qiáng)度。
【附圖說明】
[001引圖1為本發(fā)明的基于慣性導(dǎo)航的GPS測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖2為本發(fā)明的基于慣性導(dǎo)航的GI^S測量系統(tǒng)的一實(shí)施例的實(shí)際使用示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為了能夠更清楚地描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)行進(jìn)一步的 描述。
[0021] 本發(fā)明的目的就是解決GI^S測量過程中需要將GI^S接收機(jī)嚴(yán)格水平對中方可進(jìn)行 采點(diǎn)，使用本發(fā)明中的慣性導(dǎo)航測量模塊的GI^S接收機(jī)可W在一定傾斜角度（0-15° )內(nèi)進(jìn) 行測量，同時保證測量數(shù)據(jù)誤差在3cmW內(nèi)。
[0022] 請參閱圖1至圖2所示，本發(fā)明的基于慣性導(dǎo)航的GI^S測量系統(tǒng)包括：
[0023] 慣性導(dǎo)航測試模塊，用W檢測GI^S接收機(jī)在空間中的姿態(tài)；
[0024] GNSS模塊，用W接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)；
[0025] 主控模塊，用W根據(jù)GI^S接收機(jī)在空間中的姿態(tài)W及衛(wèi)星數(shù)據(jù)計算GI^S接收機(jī)的 當(dāng)前位置；例如，選用ST公司的M3內(nèi)核的處理器，該處理器功耗低，片內(nèi)資源豐富，非常適 用于低功耗場合。
[0026] 上位機(jī)，與從所述的主控模塊獲取所述的GI^S接收機(jī)的當(dāng)前位置；
[0027] 電源模塊，用W給所述的慣性導(dǎo)航測試模塊、GNSS模塊W及主控模塊供電。
[002引在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，所述的慣性導(dǎo)航測試模塊包括加速度傳感器、地磁傳感 器W及巧螺儀。
[0029] 在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，所述的加速度傳感器為=軸加速度傳感器。例如，本慣性 導(dǎo)航測量模塊選用ADI公司的S軸加速度傳感器，傾斜精度達(dá)到0. 1度。一般的GI^S接收 機(jī)放置高度為2m，GPS接收機(jī)傾斜達(dá)到15°加速度傳感器將傾斜補(bǔ)償誤差降低至0. 5cmW 內(nèi)（sinO. 1X200 = 0. ：M9)。
[0030] 在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，所述的地磁傳感器為=軸地磁傳感器。例如，本慣性導(dǎo)航 測量模塊選用化neywell公司的S軸地磁傳感器，配合加速度傳感器，巧螺儀S者算法融 合，最終航向精度達(dá)到r。
[0031] 在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，所述的巧螺儀為單軸巧螺儀。例如，本慣性導(dǎo)航模塊選用 ADI公司的單軸巧螺儀。
[0032] 在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，所述的系統(tǒng)還包括藍(lán)牙模塊，所述的主控模塊通過所述 的藍(lán)牙模塊與所述的上位機(jī)進(jìn)行通信。
[0033] GI^S接收機(jī)進(jìn)行傾斜測量的核屯、是如何確認(rèn)GI^S接收機(jī)在空間中的姿態(tài)。利用S 軸加速度傳感器測量GI^S接收機(jī)在空間中的傾斜角度，利用地刺傳感器與單軸巧螺儀測量 GI^S接收機(jī)在空間中的方位。知道了傾斜角度與方位GI^S接收機(jī)在空間中的姿態(tài)就確認(rèn)了。 GI^S接收機(jī)進(jìn)行傾斜測量的時候，慣性導(dǎo)航測量模塊將GI^S接收機(jī)在空間姿態(tài)數(shù)據(jù)與GI^S接 收機(jī)測量的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，從而得出GI^S接收機(jī)在當(dāng)前點(diǎn)的真實(shí)位置。該樣測量 員在進(jìn)行GI^S測量的時候，只需要將GI^S接收機(jī)保持與水平在0-15度內(nèi)，即可W進(jìn)行測量。
[0034] 請參閱圖2所示，常規(guī)的GPS點(diǎn)測量必須將規(guī)定GPS接收機(jī)的對中桿與水平面保 持垂直（圖2中AC)狀態(tài)下進(jìn)行采點(diǎn)，測量點(diǎn)位置為C點(diǎn)，安裝有慣性導(dǎo)航測量模塊的GPS 接收機(jī)可W將對中桿傾斜于AB之間的任意點(diǎn)，即可W測量出實(shí)際的C點(diǎn)坐標(biāo)。此處的GPS接收機(jī)可W換成其他的接收機(jī)，例如GNSS接收機(jī)等。在一種實(shí)施例中，GI^S接收機(jī)安裝于 2m對中桿頂端，對中桿放置見圖2的AC位置，軟件設(shè)置進(jìn)行常規(guī)地形點(diǎn)測量，記錄此時點(diǎn)坐 標(biāo)，軟件設(shè)置慣性導(dǎo)航測量，對中桿放置見圖2的BC位置，記錄此時點(diǎn)坐標(biāo)。
[0035] 表1.實(shí)際測量數(shù)據(jù)
[0036]
[0037] 通過表1得出安裝慣性導(dǎo)航模塊的GI^S接收機(jī)在傾斜角度15°的條件下，平面點(diǎn) 測量誤差2. 34畑1，高程誤差0. 3畑1。符合測量要求。
[003引采用了該發(fā)明中的基于慣性導(dǎo)航的GI^S測量系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下有 近:效果：
[0039] 本系統(tǒng)采用地磁傳感器、巧螺儀、加速度傳感器組成的慣性導(dǎo)航測量模塊自動檢 測GI^S接收機(jī)在空間中的姿態(tài)，GI^S接收機(jī)在一定角度（0-15° )內(nèi)傾斜范圍內(nèi)進(jìn)行測量的 時候，慣性導(dǎo)航測量模塊自動的將傾斜的偏差值補(bǔ)償?shù)紾I^S測量數(shù)據(jù)中，使得傾斜狀態(tài)下 測量值與水平對中狀態(tài)下測量值誤差在3cmW內(nèi)，滿足GI^S測量需求，慣性導(dǎo)航測量模塊運(yùn) 用于GI^S測量系統(tǒng)，顛覆了傳統(tǒng)的GI^S測量方法，使得GI^S測量變得十分輕松，降低了測量 員勞動強(qiáng)度。
[0040] 在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可W作出 各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的 而非限制性的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于慣性導(dǎo)航的GPS測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括： 慣性導(dǎo)航測試模塊，用以檢測GPS接收機(jī)在空間中的姿態(tài)； GNSS模塊，用以接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)； 主控模塊，用以根據(jù)GPS接收機(jī)在空間中的姿態(tài)以及衛(wèi)星數(shù)據(jù)計算GPS接收機(jī)的當(dāng)前 位置； 上位機(jī)，與從所述的主控模塊獲取所述的GPS接收機(jī)的當(dāng)前位置； 電源模塊，用以給所述的慣性導(dǎo)航測試模塊、GNSS模塊以及主控模塊供電。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于慣性導(dǎo)航的GPS測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的慣性導(dǎo)航 測試模塊包括加速度傳感器、地磁傳感器以及陀螺儀。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于慣性導(dǎo)航的GPS測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的加速度傳 感器為三軸加速度傳感器。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于慣性導(dǎo)航的GPS測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的地磁傳感 器為三軸地磁傳感器。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于慣性導(dǎo)航的GPS測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的陀螺儀為 單軸陀螺儀。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于慣性導(dǎo)航的GPS測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包 括藍(lán)牙模塊，所述的主控模塊通過所述的藍(lán)牙模塊與所述的上位機(jī)進(jìn)行通信。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于慣性導(dǎo)航的GPS測量系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括慣性導(dǎo)航測試模塊，用以檢測GPS接收機(jī)在空間中的姿態(tài)；GNSS模塊，用以接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)；主控模塊，用以根據(jù)GPS接收機(jī)在空間中的姿態(tài)以及衛(wèi)星數(shù)據(jù)計算GPS接收機(jī)的當(dāng)前位置；上位機(jī)，與從所述的主控模塊獲取所述的GPS接收機(jī)的當(dāng)前位置；電源模塊，用以給所述的慣性導(dǎo)航測試模塊、GNSS模塊以及主控模塊供電。采用該種結(jié)構(gòu)的基于慣性導(dǎo)航的GPS測量系統(tǒng)，使得傾斜狀態(tài)下測量值與水平對中狀態(tài)下測量值誤差在3cm以內(nèi)，滿足GPS測量需求，慣性導(dǎo)航模塊運(yùn)用于GPS測量系統(tǒng)，顛覆了傳統(tǒng)的GPS測量方法，使得GPS測量變得十分輕松，降低了測量員勞動強(qiáng)度。
【IPC分類】G01S19/47
【公開號】CN104977597
【申請?zhí)枴緾N201510418910
【發(fā)明人】朱磊, 趙康德, 張志桂
【申請人】上海華測導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年7月16日