[發明專利]一種測繪一體機及其傾斜測量方法

在審

• 申請號: 201410757000.6
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104501775A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 杭大明;謝榮榮;孟慶季
• 申請（專利權）人: 深圳市華穎泰科電子技術有限公司
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

1.一種測繪一體機的傾斜測量方法，其特征在于，所述傾斜測量方法包括以下步驟：

根據三軸角速度值、三軸加速度值以及三軸地磁場值獲取測繪一體機的對中桿的姿態角；

獲取所述測繪一體機的定位位置和所述測繪一體機的對中桿的桿長；

根據所述對中桿的姿態角、所述測繪一體機的定位位置以及所述對中桿的桿長計算獲得所述對中桿底部被測點的位置。

2.如權利要求1所述的傾斜測量方法，其特征在于，所述根據三軸角速度值、三軸加速度值以及三軸地磁場值獲取測繪一體機的對中桿的姿態角的步驟具體為：

將所述三軸角速度、所述三軸加速度值以及三軸地磁場值進行姿態解算后轉換成滾轉角、航向角和俯仰角。

3.如權利要求1所述的傾斜測量方法，其特征在于，所述根據所述對中桿的姿態角、所述測繪一體機的定位位置以及所述對中桿的桿長計算獲得所述對中桿底部被測點的位置的步驟具體為：

根據以下關系式計算所述得到所述對中桿底部被測點的位置：

X_B＝X_A′+L*cosθ*cosγ*sinψ；

Y_B＝Y_A′+L*cosθ*cosγ*cosψ；

Z_B＝Z_A′-L+L*sin(acos(cosθ*cosγ))；

其中，L為測試對中桿的桿長，θ、γ、ψ分別為對中桿的姿態角中的俯仰角、滾轉角和航向角，X_A′、Y_A′、Z_A′為所述測繪一體機的定位位置，X_B、Y_B、Z_B為對中桿底部被測點位置。

4.如權利要求3所述的傾斜測量方法，其特征在于，所述根據所述對中桿的姿態角、所述測繪一體機的定位位置以及所述對中桿的桿長計算獲得所述對中桿底部被測點的位置的步驟還包括：

根據三軸地磁場值計算、三軸角速度值以及三軸加速度值獲取模態信息，所述模態信息用于判斷傾斜補償算法的精度，并用于選擇滿足預定要求的被測點位置數據。

5.如權利要求4所述的傾斜測量方法，其特征在于，所述根據三軸地磁場值計算、三軸角速度值以及三軸加速度值獲取模態信息的步驟具體為：

將所述三軸地磁場值計算、所述三軸角速度值以及所述三軸加速度值通過低通數字濾波器進行濾波，并經過姿態角解算卡爾曼濾波器獲取模態信息。

6.一種測繪一體機，其特征在于，所述測繪一體機包括:

姿態角獲取模塊，用于根據三軸角速度值、三軸加速度值以及三軸地磁場值獲取測繪一體機的對中桿的姿態角；

定位位置獲取模塊，用于獲取所述測繪一體機的定位位置和所述測繪一體機的對中桿的桿長；

被測位置計算模塊，用于根據所述對中桿的姿態角、所述測繪一體機的定位位置以及所述對中桿的桿長計算獲得所述對中桿底部被測點的位置。

7.如權利要求6所述的測繪一體機，其特征在于，所述姿態角獲取模塊根據三軸角速度值、三軸加速度值以及三軸地磁場值獲取測繪一體機的對中桿的姿態角的過程為：

將所述三軸角速度和所述三軸加速度值進行姿態解算后轉換成滾轉角、航向角和俯仰角。

8.如權利要求5所述的測繪一體機，其特征在于，所述被測位置計算模塊根據所述對中桿的姿態角、所述測繪一體機的定位位置以及所述對中桿的桿長計算獲得所述對中桿底部被測點的位置的過程為：

根據以下關系式計算所述得到所述對中桿底部被測點的位置：

X_B＝X_A′+L*cosθ*cosγ*sinψ；

Y_B＝Y_A′+L*cosθ*cosγ*cosψ；

Z_B＝Z_A′-L+L*sin(acos(cosθ*cosγ))；

其中，L為測試對中桿的桿長，θ、γ、ψ分別為對中桿的姿態角中的俯仰角、滾轉角和航向角，X_A′、Y_A′、Z_A′為所述測繪一體機的定位位置，X_B、Y_B、Z_B為對中桿底部被測點位置。