[發(fā)明專利]用于施工過程的北斗/GNSS高精度快速定位設(shè)備及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010190855.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN111190205A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿裕華;徐卓;王斯海;李星星;周昕;楊立揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通四建集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01S19/45
• 分類號(hào): G01S19/45
• 代理公司: 蘇州廣正知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32234
• 代理人: 張漢欽

本發(fā)明公開了一種用于施工過程的北斗/GNSS高精度快速定位設(shè)備及方法。本發(fā)明通過施工過程的北斗/GNSS高精度快速定位設(shè)備、計(jì)算機(jī)以及施工過程北斗/GNSS高精度快速算法，快速實(shí)現(xiàn)施工作業(yè)區(qū)域定點(diǎn)高精度定位。本發(fā)明具有抗干擾能力強(qiáng)，定位速度快、精度高的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于施工過程的北斗/GNSS高精度快速定位設(shè)備及方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有施工測(cè)量還是基于傳統(tǒng)的“累積測(cè)量”模式，即便用最先進(jìn)的光學(xué)/激光測(cè)量設(shè)備，總是存在多次轉(zhuǎn)換、累進(jìn)。隨著施工域不斷擴(kuò)大、變高，必然存在精度誤差變大的現(xiàn)象，從而影響建筑物的使用功能。

由此可見，引入新的測(cè)量技術(shù)，改變傳統(tǒng)的利用單一光學(xué)測(cè)量定位的思路，在施工域建立相對(duì)穩(wěn)定的高精度移動(dòng)控制場(chǎng)，是實(shí)現(xiàn)施工過程數(shù)字化的充要條件。

對(duì)于在測(cè)繪領(lǐng)域普遍應(yīng)用的衛(wèi)星高精度定位測(cè)量技術(shù)，雖然可在施工前期控制網(wǎng)布設(shè)和結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)用，但在施工期間難以大范圍推廣。主要原因與施工現(xiàn)場(chǎng)干擾源過多、多路徑效應(yīng)明顯對(duì)衛(wèi)星定位的精度和時(shí)效性提出了極高要求有關(guān)。因此，具有實(shí)時(shí)定位功能的GNSSRTK技術(shù)因其定位精度最高僅能達(dá)到cm級(jí)，無法在施工過程進(jìn)行精度控制。

本發(fā)明專利綜合考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的空間特征、干擾較多、多路徑效應(yīng)明顯等特征，在傳統(tǒng)衛(wèi)星靜態(tài)快速定位基礎(chǔ)上，對(duì)觀測(cè)設(shè)備、觀測(cè)方法和高精度定位算法進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)施工過程北斗/GNSS衛(wèi)星快速、高精度定位。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)算定位速度快、定位精度高的用于施工過程的北斗/GNSS高精度快速定位設(shè)備及方法。

技術(shù)方案：

一種用于施工過程的北斗/GNSS高精度快速定位設(shè)備，其特征在于，包括支座，支座上方設(shè)有調(diào)平裝置，調(diào)平裝置由底盤、頂盤、以及底盤、頂盤之間的連接桿組成；調(diào)平裝置上方設(shè)有電子氣泡、震動(dòng)檢測(cè)設(shè)備、激光測(cè)距設(shè)備以及棱鏡；調(diào)平裝置的頂部設(shè)有衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)；激光測(cè)距儀、棱鏡設(shè)于調(diào)平裝置、衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)之間。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，當(dāng)支座為中空的管狀結(jié)構(gòu)時(shí)，支座內(nèi)填充有砂，用于基坑監(jiān)測(cè)等須持續(xù)監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目，調(diào)平裝置中心上方設(shè)有強(qiáng)制對(duì)中調(diào)平裝置，震動(dòng)檢測(cè)設(shè)備、電子氣泡設(shè)于強(qiáng)制對(duì)中的周圍，激光測(cè)距儀、棱鏡設(shè)于強(qiáng)制對(duì)中、衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)之間；當(dāng)支座為三角架，作為現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)量、定位使用，測(cè)距設(shè)備以及棱鏡上下位置可互換。

一種用于施工過程的北斗/GNSS高精度快速定位方法，具體步驟為：

1）北斗/GNSS高精度定位設(shè)備中衛(wèi)星信號(hào)接收器，接收北斗衛(wèi)星及其他衛(wèi)星信號(hào)；激光測(cè)距儀504）測(cè)量測(cè)量兩個(gè)高精度定位設(shè)備的水平距離；震動(dòng)檢測(cè)設(shè)備測(cè)量施工震動(dòng)；

2）計(jì)算機(jī)輸入計(jì)算參數(shù)；

3）傳數(shù)據(jù)：無線傳輸設(shè)備自動(dòng)將衛(wèi)星接收機(jī)1接受的衛(wèi)星信號(hào)、激光測(cè)距儀測(cè)量的水平距離d）、震動(dòng)監(jiān)測(cè)儀測(cè)量的施工震動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送至計(jì)算機(jī)；

4）計(jì)算機(jī)讀取衛(wèi)星信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，通過短基線靜態(tài)快速定位，計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)；

5）分析計(jì)算結(jié)果，通過施工過程北斗/GNSS高精度快速算法，過濾施工干擾引起的不合理數(shù)據(jù)波動(dòng)，求平均后獲得衛(wèi)星定位設(shè)備的坐標(biāo)濾擾平均值；

6）將衛(wèi)星定位設(shè)備的坐標(biāo)濾擾平均值進(jìn)行GNSS控制網(wǎng)平差，并利用全站儀測(cè)量高精度定位設(shè)備之間的空間關(guān)系進(jìn)行聯(lián)合平差，從而獲得各衛(wèi)星定位設(shè)備的精確坐標(biāo)。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，步驟4）中在短基線北斗/GNSS靜態(tài)相對(duì)定位基礎(chǔ)上采用卡爾曼濾波估值，抑制偶發(fā)性干擾對(duì)計(jì)算精度的影響，實(shí)現(xiàn)逐歷元計(jì)算衛(wèi)星定位的坐標(biāo)估算值（x,y,z）；