[發(fā)明專利]微型無人機(jī)輔助的三角高程測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011158834.7
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112414368B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周建國;羅超;江維薇;于憲煜;朱頌
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01C25/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 胡甜甜

本發(fā)明公開了一種微型無人機(jī)輔助的三角高程測量方法。本發(fā)明針對三角高程測量中全站儀與目標(biāo)棱鏡之間需通視這一問題，通過多臺全站儀照準(zhǔn)微型無人機(jī)所懸掛的目標(biāo)棱鏡，則能夠突破測站通視條件的限制，有助于進(jìn)一步提高三角高程測量的效率，在通視不便的區(qū)域快速地進(jìn)行高程的傳遞。這對于提高工程建設(shè)的效率也有著重要的意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工程測量領(lǐng)域，具體涉及一種微型無人機(jī)輔助的三角高程測量方法。

背景技術(shù)

三角高程測量是工程測量中的一種重要的高程測量方法，其測量精度略低于高等級的水準(zhǔn)測量，在山地區(qū)域、跨河和跨海等高程傳遞中發(fā)揮了重要作用。目前三角高程測量技術(shù)得到了許多改進(jìn)，其測量精度也得到了提高，但是全站儀與目標(biāo)棱鏡之間需通視仍然為三角高程測量帶了一些不便。如果能夠借用GNSS測量中無需接收機(jī)之間通視的思想，通過全站儀照準(zhǔn)微型無人機(jī)所懸掛的目標(biāo)棱鏡，則能夠突破測站通視條件的限制，有助于進(jìn)一步的提高三角高程測量的效率，在通視不便的區(qū)域快速的進(jìn)行高程的傳遞。這對于提高工程建設(shè)的效率也有著重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種微型無人機(jī)輔助的三角高程測量方法，包括了微型無人機(jī)、360°棱鏡以及兩臺全站儀等構(gòu)建的三角高程測量。利用微型無人機(jī)懸掛360°棱鏡，飛至遮擋區(qū)域的上空，兩臺全站儀分別固定在微型無人機(jī)兩側(cè)的測站上，全站儀對中整平，并設(shè)置成相同的時(shí)間，調(diào)整微型無人機(jī)使與兩臺全站儀水平距離大致相等，兩臺全站儀同時(shí)照準(zhǔn)空中的360°棱鏡進(jìn)行同步觀測，可以得到各自的斜距與豎直角，根據(jù)三角高程測量的基本原理，可以得到兩站點(diǎn)間的高差，以此來實(shí)現(xiàn)高程的傳遞。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的微型無人機(jī)輔助的三角高程測量方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)無人機(jī)輔助三角高程測量流程：

(1.1)無人機(jī)加載360°棱鏡改裝：

由微型無人機(jī)、360°棱鏡以及兩臺全站儀構(gòu)建的三角高程測量，利用微型無人機(jī)懸掛360°棱鏡，飛至遮擋區(qū)域的上空，兩臺全站儀A、B分別固定在微型無人機(jī)兩側(cè)的測站上，全站儀對中整平，并設(shè)置成相同的時(shí)間，調(diào)整微型無人機(jī)使與兩臺全站儀距離相等然后懸停；

(1.2)兩臺全站儀同時(shí)照準(zhǔn)空中目標(biāo)：

準(zhǔn)備就緒后通過對講機(jī)確認(rèn)，兩臺全站儀分別照準(zhǔn)空中的360°棱鏡，設(shè)置成自動(dòng)跟蹤測量模式，時(shí)間間隔0.1秒，然后按下“開始”鍵；

(1.3)改變無人機(jī)高度，多次測量確保可靠性：

所測數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲，得到各自測得的斜距與豎直角，最終以兩臺全站儀測得的時(shí)間一致、角度平穩(wěn)的數(shù)據(jù)為一組，通過求它們高差的平均值來提高精度，這樣可以得到一個(gè)最終的高差值，以此來實(shí)現(xiàn)高程傳遞；同時(shí)將調(diào)整微型無人機(jī)的高度，測試不同高度下的高程傳遞效果；

(2)無人機(jī)輔助三角高程測量系統(tǒng)誤差改正，包括以下：

(2.1)地球曲率改正；

針對地球曲率對微型無人機(jī)輔助三角高程測量的影響，參照普通水準(zhǔn)測量保持前后視距大致相等的原理，令懸掛360°棱鏡的微型無人機(jī)處于兩臺全站儀的中間位置來削弱地球曲率的影響；

(2.2)大氣折光改正；

對于大氣折光的影響，操作懸掛360°棱鏡的微型無人機(jī)分別處于不同的高度，全站儀對其進(jìn)行照準(zhǔn)觀測來削弱大氣折光影響，必要時(shí)將微型無人機(jī)懸掛傳感器測量飛行路徑上氣象參數(shù)如氣溫、氣壓來估計(jì)大氣折光系數(shù)；

(3)基于無人機(jī)穩(wěn)定性的同步觀測窗口確定：