CN104199074A - Gnss手持终端及远距离定位方法 - Google Patents

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罗宇盛
邹劲
吴叶周
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GUANGZHOU CITY ZHONGHAIDA SURVEYING INSTRUMENT CO Ltd
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GUANGZHOU CITY ZHONGHAIDA SURVEYING INSTRUMENT CO Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system

Abstract

GNSS手持终端，其包括壳体、微处理器、GNSS模块、GNSS天线、方位检测模块和两摄像头；两摄像头间隔安装于壳体上，用于同时获取被测目标点的影像；方位检测模块用于获取壳体的姿态信息；该微处理器用于对两影像进行计算处理，以获取被测目标点至两摄像头所在直线的垂直距离，并根据垂直距离和该姿态信息获取被测目标点至测量点的水平距离；微处理器还通过该GNSS模块和GNSS天线获取测量点的位置信息，并根据姿态信息、水平距离和该测量点的位置信息计算获取被测目标点的位置信息。上述发明可方便测量人员仅使用GNSS手持终端完成对一些无法涉足的目标点进行位置信息的采集工作，提高了工作效率。本发明还涉及相关方法。

Description

GNSS手持终端及远距离定位方法
技术领域
本发明涉及一种GNSS手持终端及远距离定位方法。
背景技术
GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的WAAS(广域增强系统)、欧洲的EGNOS(欧洲静地导航重叠系统)和日本的MSAS(多功能运输卫星增强系统)等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。
GNSS手持终端可接受卫星导航系统的信号并解算获取当前天线相位中心点的位置信息，位置信息主要包括经度、纬度、高程等信息。传统的GNSS手持终端在获取目标点的位置信息时需要走到目标点上方进行测量，以获取目标点的位置信息，必要时还需要使用对中杆实现天线相位中心对被测点的对中，当目标点在墙角等卫星信号不好的地方或者人无法涉足的地方时，传统的高精度GNSS手持终端的测量便受到限制，必须使用全站仪等仪器辅助完成目标点的测量，或在GNSS手持终端上安装激光测距仪来进行间接测量，然而，激光测距仪测量时必须跟被测点垂直，故往往需要支架辅助定位，否则将测量不准，使用相当麻烦，而且测量精度低。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种可解决上述技术问题的GNSS手持终端及远距离定位方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种GNSS手持终端，其包括壳体、微处理器、GNSS模块、GNSS天线、方位检测模块和两摄像头；
两摄像头间隔安装于壳体上，用于同时获取被测目标点的影像；
该方位检测模块用于获取壳体的姿态信息；
该微处理器用于对两影像进行计算处理，以获取被测目标点至两摄像头所在直线的垂直距离，并根据该垂直距离和该姿态信息获取被测目标点至测量点的水平距离；
该微处理器还通过该GNSS模块和GNSS天线获取测量点的位置信息，并根据该姿态信息、该水平距离和该测量点的位置信息计算获取被测目标点的位置信息。
优选地，该微处理器根据视差成像原理、三角函数和两摄像头的直线距离对被测目标点的两影像进行计算处理以获得该垂直距离。
优选地，该姿态信息包括壳体的俯仰角，该微处理器根据该俯仰角、该垂直距离和直角三角函数计算获得该水平距离。
优选地，该姿态信息包括壳体的航向角，该微处理器根据该航向角、该水平距离和该测量点的位置信息获得被测目标点的位置信息。
优选地，该GNSS手持终端还包括与微处理器连接的显示模块，用于显示被测目标点的位置信息。
优选地，该方位检测模块包括连接该微处理器的加速度传感器和磁力传感器。
本发明还包括以下技术方案：
一种远距离定位方法，其包括以下步骤：
步骤A：通过两摄像头同时获取被测目标点的影像；
步骤B：通过该方位检测模块获取壳体的姿态信息；
步骤C：通过该GNSS模块和GNSS天线获取测量点的位置信息；
步骤D：对两影像进行计算处理，以获取被测目标点至两摄像头所在直线的垂直距离；
步骤E：根据该垂直距离和该姿态信息获取被测目标点至测量点的水平距离；以及
步骤F：根据该姿态信息、该水平距离和该测量点的位置信息计算获取被测目标点的位置信息。
优选地，步骤D为根据视差成像原理、三角函数和两摄像头的直线距离对被测目标点的两影像进行计算处理以获得该垂直距离。
优选地，该姿态信息包括俯仰角，步骤E为根据该俯仰角、该垂直距离和直角三角函数计算获得该水平距离。
优选地，该姿态信息包括航向角，步骤F为根据该航向角、该水平距离和该测量点的位置信息获得被测目标点的位置信息。
本发明的有益效果如下：
本发明不受被测目标点的通信信号强弱和所处环境影响，可实现远距离精确测量被测目标点的位置信息，也不用要求手持终端垂直被测目标点进行测量，测量人员可自适应调节手持终端的姿态，只要两摄像头同时拍摄到被测目标点即可。本发明可方便测量人员仅使用GNSS手持终端完成对一些无法涉足的目标点进行位置信息的采集工作，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明GNSS手持终端的较佳实施方式的模块示意图。
图2为图1的GNSS手持终端的测量示意图。
图3为本发明远距离定位方法的较佳实施方式的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
请参见图1和图2，本发明涉及一种GNSS手持终端，其较佳实施方式包括壳体、微处理器、GNSS模块、GNSS天线、方位检测模块和两摄像头。
微处理器、GNSS模块、GNSS天线和方位检测模块均安装于壳体内。
两摄像头1间隔安装于壳体2上，用于同时获取被测目标点P的影像；
该方位检测模块用于获取壳体2的姿态信息。
该微处理器用于对两影像进行计算处理，以获取被测目标点P至两摄像头1所在直线的垂直距离S1，并根据该垂直距离S1和该姿态信息获取被测目标点P至测量点O的水平距离S2。此处测量点O是指GNSS手持终端所处位置。
该微处理器还通过该GNSS模块和GNSS天线获取测量点O的位置信息，并根据该姿态信息、该水平距离S2和该测量点O的位置信息计算获取被测目标点P的位置信息。
如此，本发明不受被测目标点P的通信信号强弱和所处环境影响，即可实现远距离精确测量被测目标点P的位置信息，也不用要求手持终端垂直被测目标点P进行测量，测量人员可自适应调节手持终端的姿态，只要两摄像头同时拍摄到被测目标点P即可。本发明可方便测量人员仅使用GNSS手持终端完成对一些无法涉足的目标点进行位置信息的采集工作，提高了工作效率。
本实施例中，该微处理器根据视差成像原理、三角函数和两摄像头的直线距离对被测目标点P的两影像进行计算处理以获得该垂直距离S1。
本实施例中，该方位检测模块包括连接该微处理器的加速度传感器和磁力传感器；其中，该姿态信息包括壳体的俯仰角和航向角；
该微处理器根据该俯仰角β、该垂直距离S1和直角三角函数计算获得该水平距离S2，例如，通过公式S2＝S1*sinβ而获得。
该微处理器根据该航向角、该水平距离S2和该测量点O的位置信息获得被测目标点P的位置信息。其中，该航向角用于确定手持终端所指方向，即被测目标点P的方向。该水平距离S2用于确定被测目标点P相对测量点O的偏移量。
本实施例中，两摄像头间隔安装于壳体2的背面。
该GNSS手持终端还包括与微处理器连接的显示模块，用于显示被测目标点P的位置信息。该显示模块可为液晶显示屏和/或触摸屏。
请参见图3，本发明还涉及一种远距离定位方法，应用于GNSS手持终端的微处理器，其较佳实施方式包括以下步骤：
步骤A：通过两摄像头1同时获取被测目标点P的影像；
步骤B：通过该方位检测模块获取壳体2的姿态信息；
步骤C：通过该GNSS模块和GNSS天线获取测量点O的位置信息；
步骤D：对两影像进行计算处理，以获取被测目标点P至两摄像头1所在直线的垂直距离S1；
步骤E：根据该垂直距离S1和该姿态信息获取被测目标点P至测量点O的水平距离S2；以及
步骤F：根据该姿态信息、该水平距离S2和该测量点O的位置信息计算获取被测目标点P的位置信息。
步骤A、B和C之间没有时序之分，即可依序执行步骤A、B和C(如图3所示)，也可依序执行步骤A、C和B，也可同时执行。
优选地，步骤D为根据视差成像原理、三角函数和两摄像头的直线距离对被测目标点P的两影像进行计算处理以获得该垂直距离S1。
优选地，步骤E为根据该俯仰角β、该垂直距离S1和直角三角函数计算获得该水平距离S2。
优选地，步骤F为根据该航向角、该水平距离S2和该测量点O的位置信息获得被测目标点P的位置信息。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种GNSS手持终端，其特征在于：其包括壳体、微处理器、GNSS模块、GNSS天线、方位检测模块和两摄像头；
两摄像头间隔安装于壳体上，用于同时获取被测目标点的影像；
该方位检测模块用于获取壳体的姿态信息；
该微处理器用于对两影像进行计算处理，以获取被测目标点至两摄像头所在直线的垂直距离，并根据该垂直距离和该姿态信息获取被测目标点至测量点的水平距离；
该微处理器还通过该GNSS模块和GNSS天线获取测量点的位置信息，并根据该姿态信息、该水平距离和该测量点的位置信息计算获取被测目标点的位置信息。
2.如权利要求1所述的GNSS手持终端，其特征在于：该微处理器根据视差成像原理、三角函数和两摄像头的直线距离对被测目标点的两影像进行计算处理以获得该垂直距离。
3.如权利要求1所述的GNSS手持终端，其特征在于：该姿态信息包括壳体的俯仰角，该微处理器根据该俯仰角、该垂直距离和直角三角函数计算获得该水平距离。
4.如权利要求1至3中任一项所述的GNSS手持终端，其特征在于：该姿态信息包括壳体的航向角，该微处理器根据该航向角、该水平距离和该测量点的位置信息获得被测目标点的位置信息。
5.如权利要求1所述的GNSS手持终端，其特征在于：该GNSS手持终端还包括与微处理器连接的显示模块，用于显示被测目标点的位置信息。
6.如权利要求1所述的GNSS手持终端，其特征在于：该方位检测模块包括连接该微处理器的加速度传感器和磁力传感器。
7.一种远距离定位方法，其特征在于：其包括以下步骤：
步骤A：通过两摄像头同时获取被测目标点的影像；
步骤B：通过该方位检测模块获取壳体的姿态信息；
步骤C：通过该GNSS模块和GNSS天线获取测量点的位置信息；
步骤D：对两影像进行计算处理，以获取被测目标点至两摄像头所在直线的垂直距离；
步骤E：根据该垂直距离和该姿态信息获取被测目标点至测量点的水平距离；以及
步骤F：根据该姿态信息、该水平距离和该测量点的位置信息计算获取被测目标点的位置信息。
8.如权利要求7所述的远距离定位方法，其特征在于：步骤D为根据视差成像原理、三角函数和两摄像头的直线距离对被测目标点的两影像进行计算处理以获得该垂直距离。
9.如权利要求7所述的远距离定位方法，其特征在于：该姿态信息包括俯仰角，步骤E为根据该俯仰角、该垂直距离和直角三角函数计算获得该水平距离。
10.如权利要求7至9中任一项所述的远距离定位方法，其特征在于：该姿态信息包括航向角，步骤F为根据该航向角、该水平距离和该测量点的位置信息获得被测目标点的位置信息。
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