[發明專利]斜距交會方法及系統

有效

• 申請號: 201810292326.4
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108534727B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 章迪;鄒進貴
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

本發明公開了一種斜距交會方法及系統，其中斜距交會系統包括：衛星定位接收器，用于確定空間坐標；激光測距裝置，用于測定斜距；電子手簿，用于計算和顯示；對中桿，用于安設前述各部件；其中，衛星定位接收器固定在對中桿頂部，激光測距裝置和電子手簿均通過夾持裝置固定在對中桿上。在待定點無法用衛星定位方法直接測定時，利用本發明的斜距交會方法及相應的系統，通過衛星定位接收器與激光測距相結合，無需方位角，也無需將斜距轉化為平距，即可快捷的交會出待定點的坐標。系統結構簡明、便于攜帶、成本低廉，作用范圍可達數百米。本發明有效彌補了現有技術的缺陷，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于測繪地理信息領域，尤其涉及一種斜距交會方法及系統。

背景技術

衛星定位是指利用GPS、GLONASS、BDS等各類導航衛星進行定位的方法，由于其全天候、全天時、廣覆蓋、高精度的特點，目前在測繪、導航、國土、農林等行業得到廣泛應用。但如果待定點附近有信號遮擋導致不能同時接收到四顆以上衛星，或者有電磁干擾導致衛星信號異常，或者待定點無法接近，則衛星定位無法順利完成。對于這一問題，目前最常用的解決方案是先在待定點附近用衛星定位方法得到若干個已知點，然后再在已知點上架設全站儀測定待定點的坐標，此種方法的缺點在于：①全站儀及配件攜帶不方便；②全站儀的對中整平及測量的操作較為耗時；③全站儀造價較高。

CN101490505A涉及一種使用GPS接收器提供二維位置數據的有高度修正的手持式激光探測器，但需要借助重力感應器件，以便用傾角推算待定點與GPS天線相位中心之間的幾何關系。CN102540200A披露了一種全球導航衛星系統接收機及位置測量方法；CN104931976A公開了一種便攜型的地理信息現場實時測繪方法；二者均涉及將激光測距儀和GPS組合，但其需要激光測距儀提供俯仰角、方位角，存在如下缺點：1)內置的陀螺儀，其北方向與坐標北方向存在一個不可忽略的系統性偏差，且該偏差與地理位置相關，需要經常性的校正，大大削弱其便捷性；2)即使經過校正將此系統誤差消除，其定北的中誤差仍然存在，通常大于±1°；3)測角誤差較大，通常在±0.1°以上。目前市面上還出現了一種內部帶有MEMS(傾斜傳感器)的GNSS接收機，當對中桿底部放置在待定點上而桿身傾斜一定角度(通常在30°以內)時，由于MEMS可給出俯仰角、方位角，便可計算出相應的坐標改正量。但除了與前述的各種缺點(主要是定北不準所導致的方位角誤差大)，還需要注意的是，對中桿長度總是有限的，通常也就是2m，在此范圍之內才可以測得。

CN105445774A提供了一種GNSS與激光測距相結合的測量系統及測量方法，擺脫了定位對于方位和角度觀測值的依賴，但需要提供平距，在一些特定的情況下平距可能需要反復調節激光測距裝置的位置，影響了測量效率。

因此研究一種便攜低廉的系統以及高效易行的測量方法，使衛星定位不可測點的坐標精度能在一定的測程內達到厘米級，具有非常現實的意義和廣闊的應用前景。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種斜距交會方法及系統，從而彌補現有技術在攜帶、效率、成本、精度等多方面的缺陷。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

提供一種斜距交會方法，在n個待定點附近，選擇m個可測點，其中n≥1，m≥3，所述可測點是指該點上能利用衛星定位方法測量出合乎精度要求的坐標，并至少與一個待定點通視，在每一個可測點上進行下述操作：

步驟1，使對中桿豎直，用衛星定位方法測定出激光測距裝置幾何中心的三維坐標；

步驟2，用激光測距裝置測定其到所有與之通視的待定點的斜距；

步驟3，遍歷所有待定點，記某一待定點P到可測點的斜距觀測值數量為q，當q≥3時，按下式計算待定點P的三維坐標，

其中，分別表示待定點P的第一坐標、第二坐標、第三坐標的最優估計值，