[發明專利]一種基于全站儀的脈沖激光測距高精度標校系統

在審

• 申請號: 201910305917.5
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110006451A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 王云;王英男;謝劍鋒
• 申請（專利權）人: 北京遙感設備研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 葛鵬

本發明公開了一種基于全站儀的脈沖激光測距高精度標校系統，由于脈沖激光測距機具有測距重復精度高，但測距絕對精度不高的特點。對不同距離的目標，脈沖激光測距機測量值與實際距離之間固定偏差分布又不同，這種偏差的原因往往是激光測距機內部系統設計不可避免的。為了提高脈沖激光測距機的絕對精度，充分利用測距重復精度高的特點，本發明通過對標絕對測距精度高可達厘米級的全站儀測量真值的方式可獲得脈沖激光測距機隨距離分布的測量誤差表，通過查找距離分布測量誤差表進行測距補償，可大大提高激光測距絕對精度，達到激光測距的重復精度，這種標校方法成本低、適應性好、可移植性強、精度高。

技術領域

本發明涉及激光測距標校技術領域，特別涉及一種基于全站儀的脈沖激光測距高精度標校系統。

背景技術

脈沖激光測距機由于自身內部設計的原因，具有測距重復精度高，但測距絕對精度不高的特點。對不同距離的目標，脈沖激光測距機測量值與實際距離之間固定偏差分布又不同。為提高脈沖激光測距機的絕對測量精度，若通過完善激光測距機內部設計，既增加了系統復雜性和成本，又無法大幅度提高激光測距機的絕對精度。綜合考慮測量絕對精度和系統成本兩方面，本發明考慮利用測距重復精度高的特點，通過對標絕對測距精度高可達厘米級的全站儀測量真值的方式可獲得脈沖激光測距機隨距離分布的測量誤差表，通過查找距離分布測量誤差表進行測距補償，不僅大大提高了激光測距絕對精度，達到激光測距的重復精度，還降低了脈沖激光測距機的設計成本，本發明具有設計簡單、絕對精度高、可移植性強特點。

發明內容

本發明提出了一種基于全站儀的脈沖激光測距高精度標校系統，解決激光測距絕對精度低的問題，方法通過對標絕對測距精度高可達厘米級的全站儀測量真值的方式可獲得脈沖激光測距機隨距離分布的測量誤差表，通過查找距離分布測量誤差表進行測距補償，達到激光測距的重復精度，從而完成激光測距的高精度標定。

本發明提出的基于全站儀的脈沖激光測距高精度標校系統包括：測距靶標、激光測距機、全站儀、測距標校模塊；其中測距標校模塊包括數據采集模塊、誤差計算模塊、測距補償模塊；測距靶標放置于一定距離外，調整激光測距機的瞄準鏡的中心十字與測距靶標的中心十字重合，全站儀位于激光測距機和測距靶標的中間某處，全站儀、激光測距機、測距靶標呈三角分布，激光測距機和測距標校模塊連接，全站儀與測距標校模塊連接；測距標校模塊中的數據采集模塊完成對不同距離點的測距靶標的激光測距機測距數據和全站儀測距數據的采集；其中，在每個距離點的測距過程中，保持激光測距機的位置與全站儀的位置不動，通過移動所述測距靶標實現不同距離的遍歷；每個距離點進行測距標定時，保證激光測距機的瞄準鏡十字中心與靶標十字中心重合，每個靶標距離測距30次；全站儀測量激光測距機的發射窗口與靶標十字中心之間距離3次；上述測距機和全站儀采集的數據在每個對應距離的位置點測距完成后傳輸給測距標校模塊；測距標校模塊中的誤差計算模塊完成對所有距離分布的測距誤差表的計算；測距標校模塊中的測距補償模塊根據測量誤差表完成每次測距的高精度標校與驗證。

其中，所述測距標校模塊中的數據采集模塊完成對不同距離點的測距靶標的激光測距機測距數據和全站儀測距數據的采集時，測量次數與距離分布要求為：在50m～500m的距離范圍內，保證每隔10m垂直于地面豎立一個帶有中心十字的1m×1m測距靶標；在500m～1000m的距離范圍內，每隔100m垂直于地面豎立一個帶有中心十字的1m×1m測距靶標；對1000m以上的距離范圍，選一個大于1000m位置垂直于地面豎立一個帶有中心十字的1m×1m測距靶標。

其中，測距標校模塊中的誤差計算模塊完成對所有距離分布的測距誤差表的計算包括：所述測距標校模塊對每個距離點的激光測距機的測量值求平均作為激光測距的實測值，并對相同距離點的全站儀測量值求平均作為測量真值，將所述實測值與所述測量真值作差以獲得該距離點的測距誤差值，將所述測距誤差值存入對應距離范圍的測量誤差表中；遍歷所有的位置距離點，保持激光測距機和全站儀的位置不動，移動測距靶標開始測距和計算以獲得所有距離點的測距誤差值，獲得與距離分布相關的測量誤差表。