CN104635247A - 基于加速度传感器的gnss自动测量系统及方法 - Google Patents

基于加速度传感器的gnss自动测量系统及方法 Download PDF

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朱磊
赵康德
张志桂
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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
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/23—Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements

Abstract

本发明涉及一种基于加速度传感器的GNSS自动测量系统，所述的系统包括GNSS接收机，用以输出GNSS定位数据；对中杆，用以支撑GNSS接收机的天线以及确定待测点；加速度传感器，用以实时监测GNSS接收机的姿态角；上位机，用以根据加速度传感器输出的GNSS接收机的姿态角的大小记录GNSS接收机输出的定位数据以及加速度传感器输出的GNSS接收机的姿态角；本发明还涉及一种基于加速度传感器的GNSS自动测量方法。采用本发明的基于加速度传感器的GNSS自动测量系统及方法，测量中记录GNSS接收机倾斜角，增加了测量数据的可追溯性；测量员不需要实时地观察水准对中气泡，大大地降低了测量人员的劳动强度。

Description

基于加速度传感器的GNSS自动测量系统及方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及卫星导航定位系统，具体是指一种基于加速度传感器的GNSS自动测量系统及方法。
背景技术
现有技术中存在许多测量系统，其中之一为GNSS(全球导航卫星系统，Global NavigationSatellite System)测量系统，其测量精度的范围从毫米级到米级。GNSS是一个广义的概念，它是所有卫星导航定位系统的总称，包括目前的GPS卫星全球定位系统、GLONASS全球导航卫星系统、北斗卫星导航系统、WAAS广域增强系统、EGNOS欧洲静地卫星导航重叠系统、DORIS星载多普勒无线电定轨定位系统、PRARE精确距离及其变率测量系统、QZSS准天顶卫星系统、GAGAN GPS静地卫星增强系统，以及正在建设的Galileo卫星导航定位系统、Compass卫星导航定位系统和IRNSS印度区域导航卫星系统，以及未来还可能出现的其它一切利用卫星进行走位和导航的系统。
在实际测量操作中，如需对地面某点进行测量，就将GNSS接收机接在对中杆上，将对中杆置于地面该点，并且利用对中杆附带的液泡调整对中杆，使对中杆保持垂直，从而保证GNSS接收机天线相位中心位于待测点的正上方。解算出该位置的三维坐标后，用坐标减去对中杆的高度与GNSS接收机的天线高就是待测点的坐标。
在上述操作过程中，需要将GNSS接收机严格的放置于水平的空间中进行采点测量，这样GNSS接收机放置在空间中稍有倾斜就引入测量误差，必须保证测量员在采集每一个点的时候，保证GNSS接收机严格水平，这样大大的增加了测量人员的劳动强度。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够解决测量过程中由于GNSS接收机放置倾斜所引入的测量误差的基于加速度传感器的GNSS自动测量系统及方法。
为了实现上述目的，本发明的基于加速度传感器的GNSS自动测量系统及方法具有如下构成：
该基于加速度传感器的GNSS自动测量系统，其主要特点是，所述的系统包括：
GNSS接收机，用以输出GNSS定位数据；
对中杆，用以支撑GNSS接收机的天线以及确定待测点；
加速度传感器，用以实时监测所述的GNSS接收机的姿态角；
上位机，用以根据加速度传感器输出的GNSS接收机的姿态角的大小，记录所述的GNSS接收机输出的定位数据以及加速度传感器输出的GNSS接收机的姿态角。
进一步地，所述的GNSS接收机包括：
GNSS天线，用以获取所述的GNSS接收机的定位数据；
GNSS模块，用以处理所述的GNSS天线所获取的GNSS接收机的定位数据，并将处理后的GNSS接收机的定位数据发送至主控模块；
主控模块，用以处理所述的加速度传感器所获取的GNSS接收机的姿态角，并获取GNSS接收机的倾斜角；
蓝牙模块，用以将处理后的GNSS接收机的定位数据以及GNSS接收机的倾斜角发送至所述的上位机。
进一步地，所述的系统还包括电源模块，用以给所述的GNSS接收机以及加速度传感器供电。
本发明还涉及一种基于加速度传感器的GNSS自动测量方法，其主要特点是，将所述的对中杆设置于待测点处，所述的方法包括以下步骤：
(1)开启并初始化所述的系统的各个模块；
(2)主控模块判断所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器是否输出数据；
(3)如果所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器输出数据，则将所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器输出的数据发送至上位机，然后继续步骤(5)；
(4)如果所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器未输出数据，则继续步骤(2)；
(5)所述的上位机判断所述的加速度传感器输出的姿态角是否大于第一阈值；
(6)如果所述的加速度传感器输出的姿态角大于第一阈值，则所述的上位机提示用户倾斜超限，保持接收机水平；
(7)如果所述的加速度传感器输出的姿态角不大于第一阈值，则所述的上位机保存所述的GNSS接收机输出的定位数据以及加速度传感器输出的GNSS接收机的姿态角。
进一步地，所述的主控模块判断所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器是否输出数据，具体为：
所述的主控模块判断所述的加速度传感器是否输出所述的GNSS接收机的姿态角且所述的GNSS接收机是否输出GNSS接收机的定位数据。
进一步地，所述的将所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器输出的数据发送至上位机，具体为：
通过蓝牙模块将所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器输出的数据发送至上位机。
进一步地，所述的上位机判断所述的加速度传感器输出的姿态角是否大于第一阈值，具体为：
所述的上位机判断所述的加速度传感器输出的姿态角是否大于0.286度。
采用了该发明中的基于加速度传感器的GNSS自动测量系统及方法，与现有技术相比，采用加速度传感器自动检测GNSS接收机是否水平，当检测到GNSS接收机水平的时候，软件设置GNSS接收机自动采点，同时记录当前GNSS接收机的倾斜角度，这样增加了测量数据的可追溯性，降低了测量员的劳动强度；同时，避免由于GNSS接收机超过倾斜限差而引入大的测量误差，可以保证测量数据的准确性，可靠性，应用范围广泛。
附图说明
图1为本发明的基于加速度传感器的GNSS自动测量系统的结构示意图。
图2为本发明的加速度传感器的测量精度图。
图3为本发明的基于加速度传感器的GNSS自动测量方法的步骤流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
请参阅图1所示，为本发明的基于加速度传感器的GNSS自动测量系统的结构示意图，所述的系统包括：
GNSS接收机，用以输出GNSS定位数据；
对中杆，用以支撑GNSS接收机的天线以及确定待测点；
加速度传感器，用以实时监测所述的GNSS接收机的姿态角；
上位机，用以根据加速度传感器输出的GNSS接收机的姿态角的大小，记录所述的GNSS接收机输出的定位数据以及加速度传感器输出的GNSS接收机的姿态角。
所述的GNSS接收机包括：
GNSS天线，用以获取所述的GNSS接收机的定位数据；
GNSS模块，用以处理所述的GNSS天线所获取的GNSS接收机的定位数据，并将处理后的GNSS接收机的定位数据发送至主控模块；
主控模块，用以处理所述的加速度传感器所获取的GNSS接收机的姿态角，并获取GNSS接收机的倾斜角；
蓝牙模块，用以将处理后的GNSS接收机的定位数据以及GNSS接收机的倾斜角发送至所述的上位机。
所述的系统还包括电源模块，用以给所述的GNSS接收机以及加速度传感器供电。在一些优选的实施例中，电源模块负责输出3.3V、1.8V、1.2V电压，其中3.3V、1.8V、1.2V负责给主控模块供电，3.3V负责给GNSS模块，GNSS天线，蓝牙模块，加速度传感器供电。
另外，加速度传感器负责检测GNSS接收机的倾斜状态，并输出GNSS接收机的倾斜角。蓝牙模块负责将主控模块输出的测量数据传送给上位机，同时通过上位机软件进行处理。GNSS模块和GNSS天线共同完成卫星发送的导航电文的接收与处理。上位机加数据采集软件完成测量数据的处理。GNSS接收机开机后，首先完成GNSS模块，蓝牙模块，加速度传感器的初始化工作。
此外，请参阅图2所示，为本发明的加速度传感器的测量精度图，GNSS接收机安装于2m对中杆顶端，软件设置测量倾斜限差1cm，此时根据前述两个条件以及相关推算代数表达式可以推算出2m对中杆的倾斜角度限制在0～0.286度。在测量过程中只要2m对中杆倾斜角度在0～0.286度内则不需要测量员一边稳定住2m对中杆，一边操作软件进行测量采点，而是软件根据用户设置的测量限差与当前的倾斜角度自动进行采点。其中所述的相关推算代数表达式为：(SIN X)×2000mm≤10mm，推算出X范围：0～0.286度之间。
请参阅图3所示，为本发明的基于加速度传感器的GNSS自动测量方法的步骤流程图，本发明的基于加速度传感器的GNSS自动测量方法的基本原理是：
第一是加速度传感器的测量精度的确认，一般的GNSS测量中对中杆的高度2m，RTK的固定精度1～2cm，利用加速度传感器自动测量引入的测量误差在1～2cm之间，根据上述条件推算出加速度传感器的测量精度在0.286～0.572度之间；本发明中将加速度传感器的测量精度设置在0.286度之内。
第二是利用加速度传感器输出横滚，俯仰角度，进而推算出测量GNSS接收机的倾斜角度。
第三是通过安装于上位机中的采集软件设置倾斜限差1cm，当进行自动测量的时候，检测到GNSS接收机的倾斜角度小于0.286度的时候，软件自动进行测量。测量过程中同步记录当前的GNSS接收机倾斜角度，这样增加了测量数据的可追溯性，同时测量员也不需要时的观察水准对中气泡，只要手握住对中杆将水准对中并且保持片刻，软件即可自动采点测量，这样大大的降低了测量人员的劳动强度。
将所述的对中杆设置于待测点处后，本发明的基于加速度传感器的GNSS自动测量方法包括以下步骤：
(1)开启并初始化所述的系统的各个模块；
(2)主控模块判断所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器是否输出数据；
(3)如果所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器输出数据，则将所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器输出的数据发送至上位机，然后继续步骤(5)；
(4)如果所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器未输出数据，则继续步骤(2)；
(5)所述的上位机判断所述的加速度传感器输出的姿态角是否大于第一阈值；
(6)如果所述的加速度传感器输出的姿态角大于第一阈值，则所述的上位机提示用户倾斜超限，保持接收机水平；
(7)如果所述的加速度传感器输出的姿态角不大于第一阈值，则所述的上位机保存所述的GNSS接收机输出的定位数据以及加速度传感器输出的GNSS接收机的姿态角。
其中，所述的主控模块判断所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器是否输出数据，具体为：
所述的主控模块判断所述的加速度传感器是否输出所述的GNSS接收机的姿态角且所述的GNSS接收机是否输出GNSS接收机的定位数据。
此外，所述的将所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器输出的数据发送至上位机，具体为：
通过蓝牙模块将所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器输出的数据发送至上位机。
然后，所述的上位机判断所述的加速度传感器输出的姿态角是否大于第一阈值，具体为：
所述的上位机判断所述的加速度传感器输出的姿态角是否大于0.286度。
采用了该发明中的基于加速度传感器的GNSS自动测量系统及方法，与现有技术相比，采用加速度传感器自动检测GNSS接收机是否水平，当检测到GNSS接收机水平的时候，软件设置GNSS接收机自动采点，同时记录当前GNSS接收机的倾斜角度，这样增加了测量数据的可追溯性，降低了测量员的劳动强度；同时，避免由于GNSS接收机超过倾斜限差而引入大的测量误差，可以保证测量数据的准确性，可靠性，应用范围广泛。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (7)

1.一种基于加速度传感器的GNSS自动测量系统，其特征在于，所述的系统包括：
GNSS接收机，用以输出GNSS定位数据；
对中杆，用以支撑GNSS接收机的天线以及确定待测点；
加速度传感器，用以实时监测所述的GNSS接收机的姿态角；
上位机，用以根据加速度传感器输出的GNSS接收机的姿态角的大小，记录所述的GNSS接收机输出的定位数据以及加速度传感器输出的GNSS接收机的姿态角。
2.根据权利要求1所述的基于加速度传感器的GNSS自动测量系统，其特征在于，所述的GNSS接收机包括：
GNSS天线，用以获取所述的GNSS接收机的定位数据；
GNSS模块，用以处理所述的GNSS天线所获取的GNSS接收机的定位数据，并将处理后的GNSS接收机的定位数据发送至主控模块；
主控模块，用以处理所述的加速度传感器所获取的GNSS接收机的姿态角，并获取GNSS接收机的倾斜角；
蓝牙模块，用以将处理后的GNSS接收机的定位数据以及GNSS接收机的倾斜角发送至所述的上位机。
3.根据权利要求1所述的基于加速度传感器的GNSS自动测量系统，其特征在于，所述的系统还包括电源模块，用以给所述的GNSS接收机以及加速度传感器供电。
4.一种基于权利要求1至3中任意一项所述的系统实现基于加速度传感器的GNSS自动测量方法，其特征在于，将所述的对中杆设置于待测点处，所述的方法包括以下步骤：
(1)开启并初始化所述的系统的各个模块；
(2)主控模块判断所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器是否输出数据；
(3)如果所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器输出数据，则将所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器输出的数据发送至上位机，然后继续步骤(5)；
(4)如果所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器未输出数据，则继续步骤(2)；
(5)所述的上位机判断所述的加速度传感器输出的姿态角是否大于第一阈值；
(6)如果所述的加速度传感器输出的姿态角大于第一阈值，则所述的上位机提示用户倾斜超限，保持接收机水平；
(7)如果所述的加速度传感器输出的姿态角不大于第一阈值，则所述的上位机保存所述的GNSS接收机输出的定位数据以及加速度传感器输出的GNSS接收机的姿态角。
5.根据权利要求4所述的基于加速度传感器的GNSS自动测量方法，其特征在于，所述的主控模块判断所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器是否输出数据，具体为：
所述的主控模块判断所述的加速度传感器是否输出所述的GNSS接收机的姿态角且所述的GNSS接收机是否输出GNSS接收机的定位数据。
6.根据权利要求4所述的基于加速度传感器的GNSS自动测量方法，其特征在于，所述的将所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器输出的数据发送至上位机，具体为：
通过蓝牙模块将所述的GNSS接收机以及所述的加速度传感器输出的数据发送至上位机。
7.根据权利要求4所述的基于加速度传感器的GNSS自动测量方法，其特征在于，所述的上位机判断所述的加速度传感器输出的姿态角是否大于第一阈值，具体为：
所述的上位机判断所述的加速度传感器输出的姿态角是否大于0.286度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104977597A (zh) * 2015-07-16 2015-10-14 上海华测导航技术股份有限公司 基于惯性导航的gps测量系统
CN105403900A (zh) * 2015-11-17 2016-03-16 广州南方卫星导航仪器有限公司 一种快速自动测量方法
CN113091709A (zh) * 2018-11-09 2021-07-09 上海华测导航技术股份有限公司 一种新型gnss接收机倾斜测量方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104977597A (zh) * 2015-07-16 2015-10-14 上海华测导航技术股份有限公司 基于惯性导航的gps测量系统
CN105403900A (zh) * 2015-11-17 2016-03-16 广州南方卫星导航仪器有限公司 一种快速自动测量方法
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