[發(fā)明專利]一種GNSS/IMU測繪系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911334887.7
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN113093256A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧海峰;袁本銀;沈雪峰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華測導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01S19/47
• 分類號(hào): G01S19/47;G01S19/52;G01S19/53;G01C21/16
• 代理公司: 上海宣宜專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31288
• 代理人: 邢黎華

1.一種GNSS/IMU測繪系統(tǒng)和方法，其特征在于：包括GNSS/IMU接收機(jī)，相對位置傳遞媒介和顯示終端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GNSS/IMU測繪系統(tǒng)和方法，其特征在于，所述GNSS/IMU接收機(jī)包括GNSS天線、GNSS定位板卡、IMU慣性傳感器、位置傳遞裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種GNSS/IMU測繪系統(tǒng)和方法，其特征在于，所述IMU慣性傳感器包括三軸加速度計(jì)和三軸陀螺儀，三軸加速度計(jì)和陀螺儀的三個(gè)軸系對應(yīng)平行設(shè)計(jì)，IMU慣性傳感器固定于GNSS/IMU接收機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)支架上或PCB板上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種GNSS/IMU測繪系統(tǒng)和方法，其特征在于：所述相對位置傳遞媒介為GNSS/IMU接收機(jī)天線相位中心至相對位置測量點(diǎn)空間關(guān)系傳遞的物理媒介，包括測量用的對中桿，三腳架，以及運(yùn)載裝置，用于描述待測量相對位置點(diǎn)與GNSS/IMU接收機(jī)天線相位中心的限定空間關(guān)系。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種GNSS/IMU測繪系統(tǒng)和方法，其特征在于：所述GNSS天線的作用為跟蹤和接收導(dǎo)航定位衛(wèi)星發(fā)射的電磁波信號(hào)；所述GNSS定位板卡的作用為解析GNSS天線接收的電磁波信號(hào)，運(yùn)行衛(wèi)星導(dǎo)航定位程序計(jì)算GNSS天線相位中心的坐標(biāo)位置，作為相對位置點(diǎn)測量的基準(zhǔn)坐標(biāo)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種GNSS/IMU測繪系統(tǒng)和方法，其特征在于：所述IMU慣性傳感器的作用為測量GNSS/IMU接收機(jī)在慣性空間的三軸線加速度和三軸角速度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種GNSS/IMU測繪系統(tǒng)和方法，其特征在于：所述位置傳遞裝置的作用為計(jì)算GNSS/IMU接收機(jī)相對位置點(diǎn)的三維坐標(biāo)位置、GNS/IMU接收機(jī)的傾斜角度和相對位置點(diǎn)測量的狀態(tài)，并控制GNSS/IMU接收機(jī)通過聲或光對相對位置點(diǎn)測量結(jié)果和狀態(tài)進(jìn)行反饋。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種GNSS/IMU測繪系統(tǒng)和方法，其特征在于：其中測繪方法包括相對位置點(diǎn)測量功能初始化和相對位置點(diǎn)測量。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種GNSS/IMU測繪系統(tǒng)和方法，其特征在于：所述相對位置點(diǎn)測量功能初始化過程包括：設(shè)定待測量相對位置點(diǎn)相對外部銜接點(diǎn)的第二三維向量，外部銜接點(diǎn)為GNSS/IMU接收機(jī)安裝面中心，待測量相對位置點(diǎn)為對中桿的底部尖端，第二三維向量為對中桿頂部中心至對中桿底部尖端的矢量長度在銜接系下的三維坐標(biāo)；通過操作動(dòng)作完成基準(zhǔn)姿態(tài)的初始化，作為GNSS/INS組合導(dǎo)航算法的姿態(tài)初始值，設(shè)定第二三維向量共和操作動(dòng)作完成基準(zhǔn)姿態(tài)初始化的步驟可以顛倒，其中初始化的操作動(dòng)作可以分為兩大類：1)原地靜止一段時(shí)間，前后/左右/前后左右/順時(shí)針圓周/逆時(shí)針圓周重復(fù)晃動(dòng)對中桿直至GNSS/IMU接收機(jī)或者顯示終端提示初始化過程完成；2)手持或肩扛對中桿步行一段距離，前后/左右/前后左右/順時(shí)針圓周/逆時(shí)針圓周重復(fù)晃動(dòng)對中桿直至GNSS/IMU接收機(jī)或者顯示終端提示初始化過程完成；晃動(dòng)對中桿的操作可以是前后、左右、圓周運(yùn)動(dòng)的任意組合，靜止時(shí)間可設(shè)定為1-5秒，步行距離可設(shè)定為1-10米，重復(fù)晃動(dòng)次數(shù)可設(shè)定為1-10次，靜止時(shí)間長短、步行距離長短，以及晃動(dòng)動(dòng)作的組合順序與重復(fù)次數(shù)不影響初始化過程的實(shí)行。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種GNSS/IMU測繪系統(tǒng)和方法，其特征在于：相對位置點(diǎn)測量過程包括：將對中桿底部尖端放置在待測量點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)相對位置點(diǎn)與待測量點(diǎn)的連接；觸發(fā)采集命令完成相對位置點(diǎn)三維坐標(biāo)采集。