[實用新型]一種基于慣性技術的地籍測量裝置

有效

• 申請號: 201520062086.0
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN204439087U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 吳峻;劉厚理;暴旭凱
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本實用新型屬于慣性導航與制導技術領域，具體涉及一種基于慣性技術的地籍測量裝置。

背景技術

地籍測量裝置是完成土地權屬界位置、土地面積和分布情況等測量任務的裝置。慣性技術是以牛頓力學為基礎，利用陀螺和加速度計（慣性傳感器）分別測量載體的角運動信息和線運動信息，通過機載計算機解算這些信息從而獲取運載體的航向、姿態、速度和位置。將慣性技術應用于地籍測量領域，由于其自主性強，可以有效的避免外界環境的干擾。根據慣性器件在載體的安裝方式，可分為平臺式慣性導航系統和捷聯式慣性導航系統。平臺式可以隔離運載體的角運動，能保證測量精度，但結構復雜，體積大；捷聯式采用“數字平臺”代替機電平臺實體，通過計算坐標轉換矩陣解算載體位置等信息，具有體積小，重量輕，成本低的特點。針對地籍測量工作范圍廣，地形復雜的特點，采用捷聯式更符合地籍測量的工作性質。高性能的捷聯式地籍測量裝置可減小慣性測量單元（Inertial?measurement?unit，簡稱?IMU）的安裝誤差對測量精度的影響，實現IMU與數據處理單元一體化構成，方便測量人員完成測量工作，保證地籍測量的精確性和高效性。

國外慣性傳感器的研制及其應用技術發展很快，特別是高精度的新型固態陀螺儀技術的全面發展，基于固態陀螺儀構成的捷聯式慣性導航系統的研究工作成為慣性測量技術新的發展方向。法國iXSEA公司生產的基于光纖陀螺的PHINS系統是世界上最輕便的慣導系統，可提供載體的真方位角、運載體載體、航向速度及三維位置信息，在差分GPS輔助下其定位精度平面位置圓概率誤差范圍為0.5~3m；該公司的另一款光纖羅經系統OCTANS，可確定真北方向并提供全方位數據，但這些產品未能為地籍測量環境下的慣性測量系統及相關技術的開發設計提供直接的參考。然而在其他領域（如艦船、車載等）的慣性導航設備由于工作環境存在較大的差異，在地籍測量領域并不適用。

目前現有的基于慣性技術的地籍測量裝置：是將IMU和數據處理單元及輔助設備（如GPS）分開，供電電源獨立于數據處理單元中。由于測量裝置不是一體化設計，導致慣性傳感器標定不方便，影響標定精度；野外測量時，需多人操作，降低了測量效率；而且重量較大，很難達到地籍測量裝置的小型化、便攜式要求。

發明內容

針對現有技術的不足，本實用新型提出了一種基于慣性技術的地籍測量裝置，該裝置不僅能保證IMU安裝時有較高的垂直度，而且能實現IMU、GPS接收機與數據處理模塊及電源模塊一體化結構，具有重量輕，便于操作等優點，克服現有技術測量效率低和測量精度低的問題。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

本發明基于慣性技術的地籍測量裝置，包括裝置外殼、IMU模塊、供電裝置（６）和數據處理模塊；所述裝置外殼內設置有連接板、所述連接板將所述裝置外殼分為上外殼和下外殼；所述的IMU模塊包括IMU支架和IMU；所述IMU由三個陀螺和三個加速度計構成；所述IMU支架設置于所述上外殼中心，位于所述連接板的上表面；所述供電裝置設置于所述下外殼內；所述數據處理模塊置于上外殼內，通過其通信接口與IMU連接；所述的IMU支架為六面體結構，包括底面、左側面、前側面、右側面、后側面和上側面；所述的右側面、后側面和上側面的中心位置處分別設置有安裝孔或者安裝槽，所述的加速度計分別安裝于所述右側面、后側面和上側面的安裝孔或者安裝槽內，所述的陀螺分別設置于上述安裝孔或者安裝槽的外表面，且陀螺的敏感軸與加速度計的敏感軸在同一直線上。

所述的數據處理模塊包括ARM和DSP模塊、通信接口模塊。

所述的供電裝置包括箱體、把手和導軌，形成“抽屜式”結構，供電電池放置于箱體中，所述把手設置在箱體的前端，所述箱體通過其底部兩端的導軌連接在下外殼底部。

在所述的左側面、前側面、右側面、后側面和上側面上還分別設置有減輕IMU支架重量的孔洞或凹槽。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1）IMU支架中的右側面、后側面和上側面分別設置有使同向陀螺和加速度計在同一條直線上的安裝孔或者安裝槽，安裝方便，體積小，垂直度高，減小了IMU的安裝誤差，提高了測量精度；

2）IMU支架中的左側面、前側面、右側面、后側面和上側面上還分別設置有減輕IMU支架重量的孔洞或凹槽，在保證結構穩定性的同時，減小了裝置的總體重量，減輕測量人員負擔；