[發明專利]一種面向不動產實地測量的車載慣性定位方法及其裝置

有效

• 申請號: 201910201320.6
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN109945857B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 吳峻;沈志樂;郭曉藝
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S19/47
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉倩

本發明公開了一種面向不動產實地測量的車載慣性定位方法及其裝置，包括以下步驟：1）確定起始點和待測點；2）在起始點完成靜基座初始對準，解算得到三個姿態角，保存初始對準數據；3）將測量裝置向待測點位行進，在信息有效區域，獲取位置和速度信息，完成系統的行進間對準，保存對準數據；4）繼續行徑至信號失效區域，純捷聯解算完成剩余路程測量，保存解算結果；5）通過解算得到的結果，計算待測點的坐標；6）重復步驟1)至5)，完成所有待測點的測量，并最終實現不動產的測量，減小系統的非線性誤差，擴展慣性測量在不動產測量中應用范圍，提高了不動產測量的效率。

所屬領域

本發明屬于測繪技術領域，具體涉及一種面向不動產實地測量的車載慣性定位方法及其裝置。

背景技術

目前，不動產實地測量主要是采用GPS-RTK和全站儀等技術，但是實際使用過程中，GPS信號易受到建筑物和構筑物遮擋而無法獲取有效信息，全站儀在通視條件差的地方也無法進行有效測量，而捷聯慣性導航系統(SINS)因其自主性強，不依賴于外界信息的特點，越來越被行業推崇。

捷聯慣性導航系統通過慣性傳感器來敏感載體運動信息，進而解算出系統的姿態和位置變化信息，實現距離測量和定位。現有的基于GPS/SINS組合的不動產測量設備是手持式的，通常實地測量的方法是在GPS信號良好的區域進行初始對準，然后由工作人員搬著設備走到待測點，并且此過程沒有外部設備進行實時的誤差補償，單純由純捷聯解算出載體的姿態和位移信息。但是，慣性導航系統的誤差會隨時間而累計，這樣短期導航精度還算高，但是如果位置已知點到待測點的距離較遠，導航時間較長，那么誤差會非常大，最終系統的定位精度會大大降低甚至發散；同時，由于不動產測量設備較重，在一些環境惡劣的地區，工作人員對于大型測量設備的搬運費時費力，進行測量時效率會大大降低，因而，如何能夠有效的減少誤差提高精準度，且易于測量人員的工作，減少工作負擔，這成為了目前不動產測量領域中最為關注的問題。

發明內容

本發明正是針對現有技術中的問題，提供了一種面向不動產實地測量的車載慣性定位方法及其裝置，首先慣性測量系統完成靜基座初始對準，獲得初始對準數據后，通過遙控車載設備從位置已知點向待測點行進過程中，根據GPS組合測量裝置完成行進間對準，獲取行進間對準數據并確定行徑結束時刻，通過純捷聯解算，獲得待測點坐標位置，以最終實現不動產的測量，減小系統的非線性誤差，擴展慣性測量在不動產測量中應用范圍，提高了不動產測量的效率。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種面向不動產實地測量的車載慣性定位方法，包括以下步驟：

S1,確定作業區域位置的起始點和待測點，獲取起始點和待測點坐標；

S2，利用車載慣性測量系統在起始點完成靜基座的初始對準，計算得到三個初始姿態角，所述初始姿態角分別為航向角、俯仰角、橫滾角；

S3，將車載慣性測量系統向待測點行進，記錄進行過程中的位置信息和速度信息，完成車載慣性測量系統行進間對準，保存行進間對準數據；

S4，車載慣性測量系統行進至信息失效區域時，通過純捷聯解算完成剩余路程測量，并保存解算數據；

S5，通過步驟S4解算得到的結果，計算待測點的坐標；

S6，重復步驟S1至S5，直至完成所有待測點的測量。

作為本發明的一種改進，所述步驟S2中靜基座初始對準方法采用單位置對準，通過建立線性狀態方程和線性觀測方程，采用標準卡爾曼濾波，結算得到三個初始姿態角。

作為本發明的另一種改進，所述步驟S3中建立車載慣性測量系統非線性狀態方程，建立線性觀測方程，采用非線性濾波方法進行濾波，在信號失效前，解算得到載體行進間對準過程的三個姿態角，保存結束時刻的行進間對準數據。

作為本發明的另一種改進，所述步驟S3進一步包括：