CN104541129B - 倾角传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定对象相对于基准坐标系的基准矢量(75)的倾角的倾角传感器、包括这种倾角传感器的测绘系统以及用于确定对象相对于基准矢量(75)的倾角的方法，该倾角传感器包括用于确定局部重力矢量(65)的重力矢量数据的倾斜检测器(18,28)，该倾角传感器的特征在于：位置确定装置(19,29)，其用于确定倾斜检测器(18,28)的位置并且生成与倾斜检测器(18,28)的位置对应的位置数据；以及计算单元(17,27)，其包括用于基于位置数据提供位置相关垂直偏转数据的装置以及用于基于垂直偏转数据和重力矢量数据计算基准矢量数据的计算装置(172)，垂直偏转数据包括关于局部重力矢量(65)与基准矢量(75)之间的关系的信息，其中，能够从基准矢量数据导出对象相对于基准矢量(75)的倾角。

Description

倾角传感器
本发明涉及一种用于确定对象相对于基准坐标系的基准矢量的倾角的倾角传感器和方法，其尤其用于与测绘标杆(survey pole)和大地测绘装置一起使用。
用于大地测量或工业测量的许多装置和仪器包括用于使得能够与重力方向对准或相对于重力方向取向的倾斜检测器。
现有技术中已知有许多不同类型的倾斜检测器。例如，一些倾斜检测器利用摆锤来工作，所述摆锤被机械或电磁支撑，通过电子、电感、电容或光学手段来检测其位置。微电子机械系统(MEMS)通常使用弹簧-质量系统，所述弹簧-质量系统根据位置检测小测试质量的位移。其它倾斜检测器基于液体，并且使用光线在液面上的反射或折射、取决于液体位置的电阻测量或电容测量，来确定倾斜角度。
由于地球既不是完美球体，也不具有完全均匀的组成，也并非在空间中静止的，所以地球上的点的重力矢量的方向几乎无处精确地相交于地球的中心。另外，点之间重力加速度不同。
在地球的表面处，平均重力加速度为大约9.81m/s2。这是平均值，因为地球的形状不是球形，而更像回转的椭球体，使得与赤道相比两极更靠近地球的中心。此外，地球旋转，使得地球表面的点越靠近赤道，局部重力由于离心力而越低；在地球的两极处，这种效应完全消失。总之，作为这两种效应的结果，在地球的表面上，两极处的重力比赤道处大了约0.5％。因此，在两极处重力加速度为9.832m/s2，在赤道处为9.745m/s2。
另外，地壳的不均匀组成导致地球表面上的重力的方向和量的不均匀分布。例如，特别高密度的大质量(例如，山或地下的大型矿床附近)可导致局部重力异常。地球上的点的局部重力场的方向由于这些局部重力异常而偏移了多少的度量是“垂直偏转”。这是局部重力矢量(即，实际铅垂线)与基准矢量(即，垂直于基准椭球体的表面(例如，被选为近似于地球的海平面)的线)之间的局部差异。
为了相对于基准坐标系(例如，所提及的基准椭球体)测量地球表面上的点的大地测量目的，特别是如果需要高精度，则垂直偏转可导致严重的问题，因为大地测量装置的倾斜检测器仅检测局部铅锤方向(即，局部重力矢量的方向)，而非参照基准坐标系的矢量的方向。
例如，需要在待测量的点上放置大地测绘标杆，使得反射部分在该点上方居中。用户使用气泡式水准仪在待测绘的点上的垂直位置上固定测绘标杆，使得回射器在待测绘的点正上方。除非标杆相对于地面完全垂直，否则反射器的水平位置与地面上的关注位置相比将移位。
通常，还通过局部重力矢量的测量观察标杆的俯仰和横滚，从而引起加速度计上的加速度测量。
例如，文献US 2009/0024325Al和US 5,929,807中公开了一种与大地测绘装置(例如，全站仪)一起使用并且包括倾斜检测器和位置检测装置(例如，GNSS天线)的大地测绘标杆。
通过在装置的设置过程中输入局部重力方向和/或加速度的已知值，可至少部分地补偿垂直偏转影响。然后，装置的补偿软件可通过基于输入的重力值或垂直偏转数据计算校正的倾角值来自动补偿不期望的影响。然而，对于这种解决方案，当前位置的重力值或垂直偏转数据对于用户而言必须为已知的，或者至少在测量时对于用户而言可用。另外，这种方法将相当耗时，并且通过输入误差，成为测量误差的一致来源。在更简单的解决方案中，可仅输入(近似)纬度，然而因此完全忽略了局部异常的影响。
因此，本发明的目的是提供一种用于快速、可靠且精确地确定对象相对于基准坐标系的基准矢量的倾角的倾角传感器和方法。
一个具体目的是提供这种倾角传感器和这种方法，其与测绘设备或系统一起使用，尤其是与测绘标杆和/或大地测绘装置(例如，全站仪或经纬仪)一起使用。
本发明的另一目的是提供一种使得用户能够方便地确定点相对于基准坐标系的坐标的测绘系统。
这些目的中的至少一个通过根据权利要求1所述的倾角传感器、权利要求5所述的测绘系统、权利要求9所述的方法和/或本发明的从属权利要求来实现。
根据本发明，一种倾角传感器包括倾斜检测器、用于确定该倾斜检测器在地球表面上的实际位置的定位装置以及具有用于提供数据的装置和计算装置的计算单元。所述用于提供数据的装置优选地包括存储装置，该存储装置适于存储局部和/或区域垂直偏转数据，即，关于地球表面上的特定点和/或区域的重力加速度和/或重力矢量的方向的数据。所述计算装置适于基于垂直偏转数据和重力矢量数据计算基准矢量数据。从所述基准矢量数据，可导出对象相对于基准矢量的倾角。基于所述基准矢量数据，例如，相对于基准矢量数据的倾角可被显示给用户，可确定测量点的坐标，或者装置可相对于基准平面调平。
确定倾斜检测器在地球表面上的实际位置不需要具有大地测量精度。对于大多数应用，以几米或以上的精度确定“粗略”位置就足够了。优选地，由倾角传感器的定位装置确定的实际位置至少具有小于50米，尤其小于20米的50％圆概率误差(CEP)，对于充分考虑局部异常而言足够精确。
在本发明的优选实施方式中，定位装置是全球导航卫星系统(GNSS)接收器，例如LeicaGNSS GS 12接收器。目前使用的最常见卫星定位系统是全球定位系统(GPS)，但是其它卫星定位系统也在使用或在开发中。一些模拟卫星系统的地面系统也正在开发。另外地或另选地，定位装置适于通过诸如无线局域网(WLAN)连接或移动电话连接的无线电信网络来确定位置。另外地或另选地，定位装置可以是用于确定倾斜检测器相对于基准坐标系的位置的参照全站仪。
在另一优选实施方式中，计算单元的用于提供数据的装置包括通信装置，尤其是调制解调器，以用于使得能够与远程公共服务器或访问受限的服务器所提供的外部存储装置的数据业务。因此，局部和/或区域垂直偏转数据可从服务器下载或被上传至服务器。
优选地，计算单元包括选择算法以用于针对确定的各个位置从可用数据集合选择最适合的局部或区域垂直偏转数据。有利地，所述选择算法还适于从两条或更多条位置相关垂直偏转数据计算平均值。例如，如果没有实际位置可用的数据，但是存在附近三个相似远点可用的数据，则可从可用垂直偏转数据的空间分布来计算或估计实际位置处的垂直偏转。
在优选实施方式中，倾角传感器另外包括校准功能。例如，该校准功能用作利用不同角位置的测量值或者通过与外部标准进行比较的自校准。优选地，校准值(与位置链接)可被存储在计算单元的存储装置中。因此，使得用户能够向现有数据库增加位置相关垂直偏转数据或者创建自己的数据库。如果使用外部比较标准，则还可补偿与装置有关的误差。
优选地，倾角传感器包括用于确定、存储和上传局部垂直偏转数据以便同一装置、相同装置或者甚至不同装置稍后使用的装置。
在优选实施方式中，倾角传感器适于自动决定对于实际测绘目的所期望的精度而言，可用位置相关垂直偏转数据是否足够精确。如果没有足够的数据可用，则可向用户发出警告，例如告知用户开始校准程序或者建立与远程服务器的连接。另选地，可完全自动地建立与远程服务器的连接以下载足够的数据，只有没有可建立的连接或者服务器上没有足够的数据可用时，才发出警告。
倾斜检测器可以是任何类型的，其输出可被电子计算装置处理和解释的电子信号(局部重力矢量数据)；例如，倾斜检测器可以是液面传感器、气泡传感器或MEMS传感器。
除了已经提及的用在大地测量设备和应用中以外，根据本发明的倾角传感器还可以用在将以基准椭球体为参照并且期望高精度的各种各样不同的装置中。例如，这些装置可以是自调平激光测量装置，例如精确点激光和线激光、等级激光(grade laser)或管激光(pipe laser)。另外，与激光跟踪仪一起使用的手持探针或机器控制传感器可配备有根据本发明的倾角传感器。这些装置的示例是来自Leica的和
以下将参照附有图的示例性实施方式详细描述本发明，附图中：
图1a示意性地示出根据本发明的倾角传感器的第一实施方式的配置；
图1b示意性地示出根据本发明的倾角传感器的第二实施方式的配置；
图2a示出作为具有根据本发明的倾角传感器的对象的第一示例性实施方式的测绘标杆；
图2b示出作为具有根据本发明的倾角传感器的对象的第二示例性实施方式的全站仪；
图3a示出用于根据本发明的倾角传感器的第一示例性倾斜检测器；
图3b示出用于根据本发明的倾角传感器的第二示例性倾斜检测器；
图4示出导致重力加速度依赖于纬度的普遍不等分布的地球的性质；
图5a示出导致局部重力异常的大地水准面相对于椭球体的偏差；
图5b示意性地示出与局部重力矢量对准的测绘标杆；
图5c示意性地示出与基准坐标系的基准矢量对准的测绘标杆；
图6a示出利用GNSS来定位测绘标杆的大地测绘情况；
图6b示出利用无线电三角测量来定位测绘标杆的大地测绘情况；
图7a是示出根据本发明的用于确定点相对于基准坐标系的位置的第一方法的流程图；
图7b是示出根据本发明的用于确定点相对于基准坐标系的位置的第二方法的流程图；
图8示出利用GNSS来定位全站仪的大地测绘情况；以及
图9是示出根据本发明的用于确定点相对于基准坐标系的位置的第三方法的流程图。
在图1a和图1b中示意性地描绘了根据本发明的倾角传感器的两个示例性实施方式的配置。在这两个实施方式中，倾角传感器包括计算单元17、倾斜检测器18和位置确定装置19，所述计算单元17具有用于提供数据的装置和计算装置172，在这两个实施方式中，倾斜检测器18确定局部重力矢量数据，尤其包括相对于局部重力矢量的倾角。重力矢量数据被发送给计算单元17的计算装置172。位置确定装置19至少检测倾角传感器的粗略位置。
图1a示意性地示出倾角传感器的第一实施方式。在此实施方式中，计算单元17包括本地存储装置171。根据位置确定装置19所生成的位置数据，存储装置171从存储的垂直偏转数据集合选择适当的局部垂直偏转数据。该数据被发送给计算装置172。基于局部垂直偏转数据和局部重力矢量数据，计算装置172计算基准矢量数据。
在图1b中示意性地描绘的倾角传感器的第二实施方式中，计算单元17另外包括用于利用互联网连接建立与远程服务器174的数据连接的调制解调器装置173。位置确定装置19所生成的位置数据被发送给远程服务器的数据库。根据位置数据从可用数据集合选择适当的局部或区域垂直偏转数据并发回给计算单元17。基于局部垂直偏转数据和局部重力矢量数据，计算装置172计算基准矢量数据。可选地，所接收到的垂直偏转数据可被存储在存储装置171中。
在这两个实施方式中，计算的基准矢量数据然后作为输出提供，使得基于基准矢量数据，例如，相对于基准矢量数据的倾角可被显示给用户，可确定测量点的坐标，或者装置可相对于基准平面调平。
图2a示出作为配备有根据本发明的倾角传感器的对象的第一示例的测绘标杆10。测绘标杆10具有刚性杆形主体13，该主体13具有尖端12以用于接触地面上的测量点1。标杆10包括回射器装置11，该回射器装置11被设置在主体13上，位于相对于尖端12的已知位置处。主体13限定标杆轴15。
所描绘的测绘标杆10包括：倾斜检测器18，其作为根据本发明的倾角传感器的组件，用于检测标杆轴15相对于局部重力矢量的倾斜并用于提供重力矢量数据；作为位置确定装置19的GNSS接收器，尤其是GPS天线，其用于检测测绘标杆10的当前位置；以及计算单元17，其具有显示和控制装置16。
图2b示出作为配备有根据本发明的倾角传感器的对象的第二示例的全站仪20。所描述的示例性全站仪20适于测量与远程目标对象的水平和垂直角度和距离。
全站仪20被设置在三脚架25上，全站仪20的基座21直接固定在三脚架25上。全站仪20的主要部分能够相对于基座21旋转。所述主要部分包括支撑件22(在此示例性实施方式中由两根柱形成)。在这两根柱之间，望远镜单元23按照能够绕水平轴倾斜的方式被支撑。另外，所述主要部分包括显示和控制装置26，该显示和控制装置26可适于以已知方式控制全站仪20并且处理、显示和存储测量数据。
望远镜单元23按照能够绕水平轴倾斜的方式被布置在支撑件22上，因此可相对于基座21水平和垂直旋转。设置马达装置(未示出)以用于执行使望远镜单元23对准所需的倾斜移动。
望远镜单元23可被构建为组件单元，其中，光学系统、同轴相机传感器、目镜24和图形处理器被集成在共同的望远镜单元壳体中。望远镜单元23可瞄准目标对象，使得可利用电子传感器检测从全站仪20至目标对象的距离。另外，设置电子传感器装置(未示出)以用于检测主要部分相对于基座21的角取向以及望远镜单元23相对于支撑件22的角取向。数据被发送给显示和控制装置26并且被处理，使得目标点相对于全站仪20的位置可被显示和控制装置26检测、显示和存储。
支撑件22包括根据本发明的倾角传感器的组件：倾斜检测器28，其用于检测全站仪20相对于局部重力矢量的倾斜并用于提供重力矢量数据；作为位置确定装置29的GPS天线，其用于检测全站仪20的当前位置；以及计算单元17。
在图3a和图3b中描述了可与根据本发明的倾角传感器使用的两个示例性倾斜检测器18。图3a示出MEMS倾斜检测器18，该倾斜检测器18具有从基座182悬挂的主体181。该倾斜检测器18根据下式工作：
Vout＝bias+(scale factor×acceleration)
其中acceleration[g]是穿过灵敏轴施加的地球加速度(1g)，bias[V]是在0g加速度下的输出电压，scale factor[V/g]是传感器灵敏度。
角度Φ利用下式计算：
该式表明测量的角度直接取决于局部重力场。倾斜越大，对测量的角度的影响越大。
所描绘的倾斜检测器18的主体181受重力影响(分成伸长和偏转)。而由于主体181的材料的刚性，伸长没有任何可察觉的影响，这里相关的是偏转。偏转利用下式计算：
D＝m×g×sinΦ
其中m是主体的质量，g是地球加速度和倾斜角。实际上，偏转抵消弹簧常数，移动为
该式适用于具有由弹簧常数表征的柔性区域的所有微机械传感器。
图3b示出液体倾斜检测器18。在这种类型的倾斜检测器中，由于重力的影响，液面185保持水平。确定液面185与基准元件186之间的角度Φ(例如，通过检测距离tanΦ)。这里，三个电极用作基准元件186。
在图4中示出导致重力加速度取决于纬度的普遍不等分布的地球的两个性质。
首先，地球的形状不是球体，而近似具有旋转椭球体的形状：其在两极N、S处的直径d1小于其在赤道E处的直径d2。因此，在两极N、S处重力大于赤道E处。
其次，地球绕穿过两极N、S的轴旋转。因此，离心力fc0-fc2抵消重力。这种效应增加了地球表面上的重力的普遍不等分布，因为最高离心力fc0作用于赤道E处。所述力朝着北极N和南极S减弱，使得赤道E处的离心力fc0强于热带处的力fc1，那些力fc1强于极圈处的力fc2。直至两极N、S处根本不存在离心力。
除了这两个性质以外，重力通常取决于纬度，并且在两极N、S处大于赤道E处。
图5a示出大地水准面60相对于椭球体70的偏差，这种偏差给普遍不等分布增加了重力加速度的局部不等分布。不仅重力的强度而且重力的方向也分散，使得至少对于高精度测量而言能检测到各自的影响(例如，在金属矿床附近或者被山围绕的山谷中)。
以截面图的形式示出地球表面的一部分。地面50由粗线表示，细线表示大地水准面60，虚线表示基准椭球体70。示出四个测绘标杆，这些测绘标杆位于地面50上的不同位置处，其标杆轴与局部重力矢量65(与大地水准面60正交)对准。还示出与基准椭球体70正交的基准矢量75。局部重力矢量65与基准矢量75之间的偏差是垂直偏转角度α。
在图5b和图5c中示出了图5a的测绘标杆10的细节图。图5b示出与局部重力矢量65对准的测绘标杆10。由于垂直偏转，标杆10相对于基准坐标系的基准矢量75倾斜。
因此，所检测到的地面50上的测量点1的位置与其真实位置之间存在偏差55。在图5c中，测绘标杆10与正交于基准椭球体70的基准矢量75对准。因此可在没有由垂直偏转引起的偏差的情况下检测测量点1在基准坐标系中的位置。
在图6a和图6b中，示出利用全站仪20和测绘标杆10的典型大地测绘情况，测绘标杆10具有根据本发明的倾角传感器。将在基准坐标系内确定测量点1的坐标。附近的山6产生局部重力异常，从而无法以适当的精度仅从纬度推导垂直偏转。
测绘标杆10(也描绘于图2a中)包括刚性杆形主体13，该主体13具有尖端12以用于接触地面上的测量点1，主体13限定标杆轴15。回射器装置11被设置在主体13上，位于相对于尖端12的已知位置处。测绘标杆10另外包括用于检测标杆轴15相对于局部重力矢量65的倾斜的倾斜检测器18、用于检测测绘标杆10的位置的位置确定装置19以及计算单元17。手持显示和控制装置16'被操作标杆10的用户持握。
图2b中详述了全站仪20。其望远镜单元适于测量距倾斜标杆10的回射器装置11的距离。对于图6a和图6b中所描述的应用，全站仪20的位置确定装置29仅是可选的。全站仪20被设置在基准点2(其相对于基准坐标系的位置是已知的)上方。
用户将测绘标杆10的尖端12设置在测量点1(将确定其在基准坐标系中的位置)上。倾斜检测器18检测标杆轴相对于局部重力矢量的倾斜。重力矢量数据(尤其包括标杆轴与局部重力矢量之间的角度)被显示给用户。并行地，位置确定装置19确定测绘标杆10的位置。在图6a中测绘标杆10的这种定位利用卫星9a-c通过GNSS来实现，在图6b中测绘标杆10的定位利用无线电杆9d-e通过无线电三角测量来进行。
位置确定装置19将位置数据发送给计算单元17的用于提供数据的装置。所述用于提供数据的装置包括存储装置171，该存储装置171适于存储位置相关垂直偏转数据集合并且根据位置数据从存储的集合当中提供垂直偏转数据。存储装置171提供与位置数据对应的垂直偏转数据，即，包括关于测绘标杆10的当前位置处的垂直偏转的信息的数据。计算装置172基于倾斜检测器所检测到的实际重力矢量数据以及垂直偏转数据来计算基准矢量数据。基准矢量数据被显示给用户。因此使得用户能够将标杆轴与基准矢量对准。然后，全站仪20测量对回射器11(其被设置在相对于测量点1的已知位置处)的距离和方向，从而可导出测量点1在基准坐标系中的位置。
位置确定装置和计算单元并非必须被集成到测绘标杆10中。如果全站仪20的位置已知，则它可用作标杆10的位置检测器。这示出于图8中。
在图7a和图7b中两个流程图示出了利用具有根据本发明的倾角传感器的测绘标杆确定点相对于基准坐标系的位置的第一方法和第二方法。
图7a所示的第一方法开始于将测绘标杆10放置在测量点1上。然后(基本上同时)，检测相对于铅垂线的倾斜，并且确定标杆10的(至少粗略)位置。提供基于测量的倾斜的重力矢量数据以及用于确定标杆10的位置的垂直偏转数据。然后，所述方法包括基于重力矢量数据和垂直偏转数据计算基准矢量数据，并且(利用基准矢量数据)将标杆10正交于基准椭球体70对准。测量距标杆10的回射器11的距离和方向使得能够推导测量点1在基准坐标系中的位置。
在图7b所示的第二方法中，在将测绘标杆10放置在测量点1上之后测量距标杆10的回射器11的距离和方向。如针对第一方法所述确定基准矢量数据。但是代替将数据显示给用户，使得标杆可被对准，基准矢量数据被发送给测绘装置，在该测绘装置处基于测量的距回射器11的距离和方向以及测绘标杆10处的基准矢量数据计算测量点1的位置。这样，测绘标杆10不必与局部重力矢量65对准。这减少了测量误差并且使得未经训练的用户能够操作测绘标杆10。
在图8中示出了利用全站仪20和测绘标杆10的典型大地测绘情况，全站仪20和测绘标杆10，根据本发明的倾角传感器的组件分布于全站仪20和测绘标杆10上。将在基准坐标系内确定测量点1的坐标。附近的山6产生局部重力异常，从而无法以适当的精度仅从纬度推导垂直偏转。
全站仪20包括GPS天线作为位置确定装置29。全站仪20的定位利用卫星9a-c通过GNSS来自动进行。然后，通过全站仪20的望远镜单元23和测绘标杆10的回射器装置11确定相对于全站仪20的已知位置的测绘标杆10的位置。
优选地，另外计算单元27可被集成到全站仪20中。当测绘标杆10与局部重力矢量65对准时，计算单元27可根据检测的标杆10的位置基于垂直偏转数据自动校正所测量的距标杆10的距离和方向。
另选地，测绘标杆10可包括发送器装置以用于将来自倾斜检测器18的倾角数据发送给全站仪20的接收器装置。这样，测绘标杆10不必与局部重力矢量65对准。这减少了测量误差并且使得未经训练的用户能够操作测绘标杆10。
图9示出利用测绘标杆10和全站仪20确定点相对于基准坐标系的位置的第三方法的流程图，全站仪20具有根据本发明的倾角传感器。
第三方法开始于将测绘标杆10放置在测量点1上。然后(基本上同时)，测量从测绘装置20至标杆10的回射器11的距离和方向，并且确定测绘装置20的(至少粗略)位置。接下来(也基本上同时)，检测标杆10相对于铅垂线的倾斜，并且基于确定的测绘装置20的位置以及测量的距离和方向确定标杆10的(至少粗略)位置。提供基于测量的倾斜的重力矢量数据以及用于确定标杆10的位置的垂直偏转数据。然后，所述方法包括基于重力矢量数据和垂直偏转数据计算基准矢量数据。基准矢量数据被发送给测绘装置20，在测绘装置20处基于测量的距回射器11的距离和方向以及测绘标杆10处的基准矢量数据计算测量点1的位置。这样，测绘标杆10不必与局部重力矢量65对准。这减少了测量误差并且使得未经训练的用户能够操作测绘标杆10。
尽管上面部分地参照一些优选实施方式示出了本发明，但是必须理解，可进行实施方式的不同特征的许多修改和组合。所有这些修改均落入所附权利要求的范围内。

Claims (25)

1.一种用于确定对象相对于基准坐标系的基准矢量(75)的倾角的倾角传感器，该倾角传感器包括用于确定局部重力矢量(65)的重力矢量数据的倾斜检测器(18,28)，
该倾角传感器的特征在于：
位置确定装置(19,29)，其用于确定所述倾斜检测器(18,28)的位置并且生成与所述倾斜检测器(18,28)的位置对应的位置数据；以及
计算单元(17,27)，其包括：
用于基于所述位置数据提供位置相关垂直偏转数据的装置，所述垂直偏转数据包括关于所述局部重力矢量(65)与所述基准矢量(75)之间的关系的信息，以及
计算装置(172)，其用于基于所述垂直偏转数据和所述重力矢量数据计算基准矢量数据；
其中，能够从所述基准矢量数据导出所述对象相对于所述基准矢量(75)的倾角。
2.根据权利要求1所述的倾角传感器，该倾角传感器的特征在于：
所述用于提供位置相关垂直偏转数据的装置包括：
存储装置(171)，其适于存储位置相关垂直偏转数据集合，并根据所述位置数据从所存储的集合提供位置相关垂直偏转数据；和/或
通信装置(173)，其用于建立与远程服务器(174)的数据连接，将位置数据发送给所述远程服务器(174)并且从所述远程服务器(174)的数据库接收位置相关垂直偏转数据。
3.根据权利要求1所述的倾角传感器，该倾角传感器的特征在于，所述计算单元(17)适于选择确定的位置的位置相关垂直偏转数据。
4.根据权利要求3所述的倾角传感器，该倾角传感器的特征在于，所述计算单元(17)适于从两条或更多条位置相关垂直偏转数据计算平均值。
5.根据权利要求1所述的倾角传感器，该倾角传感器的特征在于：
所述重力矢量数据包括所述对象相对于所述局部重力矢量(65)的倾斜。
6.根据权利要求1所述的倾角传感器，该倾角传感器的特征在于：
所述垂直偏转数据包括所述局部重力矢量(65)与所述基准矢量(75)之间的角度(α)和/或关于地球表面上的特定点和/或区域的重力加速度。
7.根据权利要求1所述的倾角传感器，该倾角传感器的特征在于：
所述位置确定装置(19,29)包括接收器装置，并且适于利用GNSS系统和/或从无线通信网络的信号确定所述倾斜检测器(18,28)的位置。
8.根据权利要求1所述的倾角传感器，该倾角传感器的特征在于：
所述位置确定装置(19,29)包括接收器装置，并且适于至少以小于50米的50％圆概率误差确定所述倾斜检测器(18,28)的位置。
9.根据权利要求8所述的倾角传感器，该倾角传感器的特征在于，
所述位置确定装置(19,29)适于至少以小于20米的50％圆概率误差确定所述倾斜检测器(18,28)的位置。
10.一种用于测量距离和/或空间坐标的测绘系统，该测绘系统至少包括：测绘标杆(10)和大地测绘装置(20)，
该测绘系统的特征在于：
所述测绘标杆(10)装配有根据前述权利要求中的任一项所述的倾角传感器。
11.根据权利要求10所述的测绘系统，该测绘系统包括用于与大地测绘装置(20)一起使用的测绘标杆(10)，该测绘标杆(10)包括：
刚性杆形主体(13)，其具有尖端(12)以用于接触地面(50)上的测量点(1)，所述主体(13)限定标杆轴(15)；
回射器装置(11)，其被设置在所述主体(13)上，位于相对于所述尖端(12)的已知位置处；
倾斜检测器(18)，其用于检测所述标杆轴(15)相对于局部重力矢量(65)的倾斜；
位置确定装置(19)，其用于确定所述测绘标杆(10)的位置；
该测绘系统的特征在于：
所述测绘标杆(10)包括计算单元(17)，该计算单元(17)用于：
根据所确定的所述测绘标杆(10)的位置提供位置相关垂直偏转数据，所述位置相关垂直偏转数据包括关于所述局部重力矢量(65)相对于基准坐标系(70)的基准矢量(75)的方向的信息；并且
基于所检测到的所述标杆轴(15)相对于所述局部重力矢量(65)的所述方向的倾斜以及所述位置相关垂直偏转数据计算基准矢量数据；
其中，能够从所述基准矢量数据导出所述标杆轴(15)相对于所述基准矢量(75)的倾角。
12.根据权利要求10所述的测绘系统，该测绘系统包括大地测绘装置(20)和测绘标杆(10)，所述大地测绘装置(20)适于检测距所述测绘标杆(10)的距离和方向，所述测绘标杆(10)包括：
刚性杆形主体(13)，其具有尖端(12)以用于接触地面(50)上的测量点(1)，所述主体(13)限定标杆轴(15)；
回射器装置(11)，其中，所述回射器装置(11)被设置在所述主体(13)上，位于相对于所述尖端(12)的已知位置处；以及
倾斜检测器(18)，其用于检测所述标杆轴(15)相对于局部重力矢量(65)的倾斜；
所述大地测绘装置(20)包括：
基座(21)，其限定垂直轴；
支撑件(22)，其能够绕所述垂直轴倾斜；
望远镜单元(23)，其能够绕所述垂直轴倾斜并且能够绕与所述垂直轴正交的水平轴倾斜，并且包括用于距离测量的装置；
角度确定装置，其用于检测所述望远镜单元(23)相对于所述基座(21)的取向；以及
位置确定装置(29)，其用于检测所述大地测绘装置(20)的位置并且生成与所述大地测绘装置(20)的位置对应的位置数据；
该测绘系统的特征在于：
计算单元(17)，其用于：
从所述大地测绘装置(20)的位置以及距所述测绘标杆(10)的距离和方向推导所述测绘标杆(10)的位置；
根据所述测绘标杆(10)的位置提供位置相关垂直偏转数据，所述垂直偏转数据包括关于所述局部重力矢量(65)与基准坐标系的基准矢量(75)之间的关系的信息；并且
基于所检测到的所述标杆轴(15)相对于所述局部重力矢量(65)的方向的倾斜以及所述垂直偏转数据计算基准矢量数据；
其中，能够从所述基准矢量数据导出所述标杆轴(15)相对于所述基准矢量(75)的倾角。
13.根据权利要求12所述的测绘系统，该测绘系统的特征在于：
所述测绘标杆(10)和所述大地测绘装置(20)利用无线数据传送装置来连接，
其中，局部重力矢量(65)的重力矢量数据能够由所述倾斜检测器(18)确定并且能够经由所述无线数据传送装置传送给所述计算单元(17)。
14.一种用于测量距离和/或空间坐标的测绘系统，该测绘系统至少包括自调平激光测量装置，该测绘系统的特征在于
所述自调平激光测量装置装配有根据权利要求1至9中的任一项所述的倾角传感器。
15.一种用于测量距离和/或空间坐标的测绘系统，该测绘系统至少包括与激光跟踪仪一起使用的手持探针，该测绘系统的特征在于
所述手持探针装配有根据权利要求1至9中的任一项所述的倾角传感器。
16.一种用于测量距离和/或空间坐标的测绘系统，该测绘系统至少包括与激光跟踪仪一起使用的机器控制传感器，该测绘系统的特征在于
所述机器控制传感器装配有根据权利要求1至9中的任一项所述的倾角传感器。
17.一种用于确定对象相对于基准坐标系的基准矢量(75)的倾角的方法，该方法通过根据权利要求10、14、15、或16中的一个所述的测绘系统执行，该方法的特征在于：
确定所述对象相对于局部重力矢量(65)的倾斜以及所述对象的位置；
基于所确定的倾斜以及所确定的位置的位置相关垂直偏转数据来提供重力矢量数据，所述垂直偏转数据包括关于所述局部重力矢量(65)与所述基准矢量(75)之间的关系的信息；
基于所述重力矢量数据和所述垂直偏转数据计算基准矢量数据；并且
从所述基准矢量数据导出所述对象相对于所述基准矢量(75)的倾角。
18.根据权利要求17所述的方法，该方法的特征在于，所述方法包括：
将所述对象相对于所述基准矢量(75)的所述倾角显示给用户。
19.根据权利要求17所述的方法，该方法的特征在于，所述方法包括：
将所述基准矢量数据和/或所述对象相对于所述基准矢量(75)的所述倾角发送给外部测量装置。
20.根据权利要求17所述的方法，该方法的特征在于：
连续确定所述对象相对于局部重力矢量(65)的倾斜；
基于所确定的倾斜连续提供重力矢量数据；并且
基于所述重力矢量数据和所述垂直偏转数据连续计算基准矢量数据。
21.根据权利要求17所述的方法，该方法的特征在于：
确定所述对象的位置的步骤包括确定基准对象的位置，所述基准对象具有用于确定距所述对象的距离和方向的装置。
22.根据权利要求21所述的方法，该方法的特征在于：所述基准对象是大地测绘装置(20)。
23.根据权利要求17至22中的任一项所述的方法，该方法的特征在于，提供位置相关垂直偏转数据的步骤包括以下步骤：
基于所述位置数据从存储的位置相关垂直偏转数据集合选择所确定的所述对象的位置的垂直偏转数据。
24.根据权利要求17至22中的任一项所述的方法，该方法的特征在于，提供位置相关垂直偏转数据的步骤包括以下步骤：
从两条或更多条位置相关垂直偏转数据计算平均值。
25.根据权利要求17至22中的任一项所述的方法，该方法的特征在于，提供位置相关垂直偏转数据的步骤包括以下步骤：
与远程服务器(174)建立数据连接，将位置数据发送给所述远程服务器(174)并且从所述远程服务器(174)的数据库接收位置相关垂直偏转数据。
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