[發明專利]一種基于光學測距的傾斜測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201810027984.0
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN107917693B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 李松泰;徐達
• 申請（專利權）人: 武漢桓參工程科技有限公司
• 主分類號: G01C3/02
• 分類號: G01C3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種測量裝置及測量方法，特別是一種基于光學測距的傾斜測量裝置及測量方法。

背景技術

目前測繪領域普遍使用RTK接收機來進行測量，將RTK接收機置于對中桿上，測量目標點時，需要保持對中桿垂直，讓天線的相位中心在地面的投影點與待測點進行重合，待測點的經緯度坐標與天線相位中心坐標一致，而高度則是天線相位中心的高度減去對中桿的長度。

這種辦法有諸多不足之處：（1）實際操作時需將桿尖放在待測點上，然后根據對中桿上的水平狀態指示裝置來讓對中桿保持垂直，操作人員經常需要進行多次校準來讓對中桿垂直，這樣明顯增加工作負擔。（2）在有上方有遮擋的地方或在不方便操作人員到達的地方，操作人員經常將RTK接收機放在開闊地方進行測量，然后目測或用直尺等測量設備測量該點與待測點之間的距離與方位，通過手算或程序計算出待測點坐標，這樣便導致測量點坐標誤差很大。

現有的激光與RTK結合的測量方法，需要在不同的位置將激光照射到目標點，記錄設備的傾斜角度、激光測距模塊2的輸出以及定位接收裝置的位置，然后使用投影、求圓交點的算法計算出目標點的位置坐標。這種方法的缺點在于在離目標點較遠時，多次測量很難保證每次激光光斑都照射到同一個點上，這樣會導致測量難度大以及測量結果不準確。

發明內容

基于此，本發明提供了一種易于操作且測量精度高的基于光學測距的傾斜測量裝置。

本發明的基于光學測距的傾斜測量裝置，包括測量桿、GNSS天線、差分定位模塊、通信模塊、激光測距模塊、運動檢測模塊、藍牙模塊和微處理器，其中，GNSS天線、差分定位模塊、通信模塊、激光測距模塊、運動檢測模塊、藍牙模塊和微處理器均設置于測量桿上，GNSS天線輸與差分定位模塊電連接，差分定位模塊、通信模塊、激光測距模塊、運動檢測模塊、藍牙模塊均與微處理器電連接；

GNSS天線用于接收衛星信號，并將該信號傳輸至差分定位模塊；

通信模塊用于接收CORS網絡基站發來的差分數據，并將差分數據傳輸至微處理器；

運動檢測模塊用于檢測傾斜測量裝置的橫滾角roll，俯仰角pitch，偏航角yaw；

差分定位模塊用于處理GNSS天線接收的衛星信號，并將其解算成天線相位中心在WGS84坐標系下的經緯度坐標及高度值，同時接收微處理器轉發來的差分數據，進行高精度的定位解算，讓天線相位中心的定位坐標達到厘米級精度；

激光測距模塊用于獲取激光測距模塊與待測點之間的距離；

微處理器用于根據差分定位模塊輸出的天線相位中心的厘米級定位坐標、激光測距模塊輸獲取的激光測距模塊與待測點之間的距離、傾斜測量裝置的橫滾角roll、俯仰角pitch和偏航角yaw計算得到待測點的定位值;

藍牙模塊用于將微處理器計算的待測點坐標傳輸至手持設備。

優選地，所述運動檢測模塊至少包括三軸加速度計和三軸陀螺儀，也可以包括三軸磁力計。

優選地，所述通信模塊包括通信天線，所述基于光學測距的傾斜測量裝置還包括電源模塊和顯示屏。

在另一優選的實施例中，所述基于光學測距的傾斜測量裝置的通信模塊為電臺模塊，通信天線為電臺天線，所述電臺模塊與差分定位模塊直接電信號連接。

使用前述基于光學測距的傾斜測量裝置的測量方法包括如下步驟：

步驟一：對基于光學測距的傾斜測量裝置進行指北精度修正：將基于光學測距的傾斜測量裝置置于開闊的地帶，GNSS天線接收衛星數據，通信模塊接收CORS網絡差分數據，使差分定位模塊進入厘米級定位狀態；將測量桿桿尖置于地面上任意位置，繞桿尖晃動測量桿，微處理器記錄多組測量數據，通過對多組測量數據的修正，得到偏航角的準確誤差角度α。

步驟二：將基于光學測距的傾斜測量裝置的激光光束指向待測點，激光測距模塊獲取其與待測點之間的距離L，差分定位模塊處理根據GNSS天線接收的衛星信號及通信模塊接收的差分數據，進行高精度的定位解算，計算得到天線相位中心的厘米級定位數據，控制器根據夾角α、天線相位中心的厘米級定位數據、激光測距模塊與待測點之間的距離L以及運動測量模塊輸出的傾斜測量裝置的橫滾角roll、俯仰角pitch和偏航角yaw計算得到待測點的高精度定位值。

使用該基于光學測距的傾斜測量裝置的放樣方法，其包括：