[發明專利]一種自動化基線測量系統

在審

• 申請號: 201710404947.2
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107085223A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 張樹杰;王險峰;余巍;黃勇;李宏雷;陳欣鵬;王靜濱
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍防空兵學院
• 主分類號: G01S19/33
• 分類號: G01S19/33;G01S17/08;G01C1/00
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙)44280
• 代理人: 李慶波

技術領域

本發明屬于信息控制技術領域，具體涉及一種自動化基線測量系統。

背景技術

基線測量，是指精確測量地理坐標系下兩點之間的絕對位置信息，在這里，絕對位置信息是指地理坐標系下某一點相對確定點的方位角、高低角、距離以及所確定點的經緯度、高程等信息的總和。精確的測量基線是實現信息精確控制以及信息融合的關鍵。

目前，現有技術中較為先進的基線測量的技術為：GPS或BDS基線測量，其原理是：利用GPS或BDS定位裝置測量得到兩點的地理坐標；計算出地心直角坐標系下，兩點在地心系中的坐標；以確定點為原點建立本地直角坐標系，然后再通過選擇使用球極投影法、地理坐標變換法或坐標平移法等，計算獲得待測點與確定點之間的絕對位置信息。

這種方法的缺點在于：

(1)此測量方法是利用測量得到的地理坐標，通過采用坐標變換法計算獲得兩點位置關系信息，雖然利用高階近似提高了精度，但引入的系統誤差較大，很難滿足信息融合或信息控制的精度要求。特別是當兩點的距離較近(比如兩點相距500m)時，其誤差更難以滿足精確控制的要求。

(2)基線數據的獲取需經過第三方軟件的解算。

(3)此種測量方案是利用測量加解算的方式獲取基線信息，效率低，耗時間。

(4)此種測量方案沒有信息輸出接口，獲取的位置信息不能作為信息源直接被第三方使用。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種自動化基線測量系統，實現自動化定位、測角和測距，提高基線測量的自動化程度和精度。

為解決上述技術問題，本發明的自動化基線測量系統采用的技術方案是包括機殼、設置在所述機殼內部的數據處理及控制模塊及與所述數據處理及控制模塊電連接的定位模塊，所述自動化基線測量系統還包括與所述數據處理及控制模塊電連接的光學測距模塊、角度測量模塊、測量數據顯示模塊和/或測量數據接口模塊。

所述光學測距模塊為紅外測距模塊，包括設置在所述機殼內的距離傳感器和與所述距離傳感器配合使用的角反射器，所述距離傳感器包括紅外發射機、紅外接收機、紅外光學組件、信號處理器。

所述紅外光學組件包括設置在所述機殼前端的紅外收發光學鏡頭。

所述機殼上端設置有瞄準所述角反射器的白光觀瞄裝置。

所述機殼下端設置有吸盤。

所述機殼上還設置有啟動所述定位模塊、所述紅外測距模塊、所述角度測量模塊進行測量的工作按鍵。

所述工作按鍵是同步啟動所述定位模塊、所述紅外測距模塊、所述角度測量模塊開始測量的單一按鍵。

所述機殼內部同時設置有測量數據顯示模塊和測量數據接口模塊時，所述機殼上設置有與所述測量數據顯示模塊電連接的LCD顯示屏，以及與所述測量數據接口模塊電連接的對外數據接口插座。

所述定位模塊為GPS和北斗衛星定位模塊，所述機殼上設置有與所述GPS和北斗衛星定位模塊電連接的GPS天線和北斗天線。

所述數據處理及控制模塊采用微控制器STM32F100R1，所述角度測量模塊采用10軸MPU9250陀螺儀卡爾曼角度測量模塊。

本發明的有益效果是：本發明提供的自動化基線測量系統，定位模塊、光學測距模塊、角度測量模塊同時工作，定位模塊將獲取的經緯度等信息傳輸給數據處理及控制模塊，光學測距模塊測量待測點與基點之間的距離，并將距離數據傳輸給數據處理及控制模塊。角度測量模塊測量待測點在地理坐標下的姿態值，比如方位角和俯仰角等，并將姿態值傳輸給數據處理及控制模塊，數據處理及控制模塊分別對輸入的經緯度、姿態值及距離數據等信息進行平滑濾波并輸出，獲得高精度的上述信息。本發明實現自動化定位、測角和測距，提高基線測量的自動化程度和精度，并且將經緯度、姿態值及距離數據進行數據融合，測量效率高、誤差小。

進一步優選地，光學測距模塊為紅外測距模塊，利用獲取發射信號與接收信號之間的相位差值作為距離換算的依據，經多次檢相，然后求平均值，濾波運算后得到距離數據，進一步保證了測量的距離數據精確。

進一步優選地，設置的吸盤，既可以將本發明吸附于其它伺服瞄準機構上，也可以作為獨立的裝置，比如置于搖動式三腳架上。

進一步優選地，本發明的啟動采用一鍵式設計，方便對本發明的操作，進一步提高了本發明測量的效率。

進一步優選地，本發明還設置有測量數據接口模塊，該測量數據接口模塊能夠將經緯度、姿態值及距離數據進行有效輸出，供第三方使用。

附圖說明