CN107991694B - 一种基于rtk基准站姿态监控系统及其监控方法 - Google Patents

一种基于rtk基准站姿态监控系统及其监控方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种RTK基准站姿态监控系统及方法，包括两个RTK接收机，其中第一RTK接收机作为基准站，第二RTK接收机作为移动站；所述的第一RTK接收机的支架上设有水平气泡，所述的主机上设有电子气泡模块用于记录电子气泡的标准值以及采集实时的电子气泡，并将运算后的电子气泡信息发送至第二RTK接收机；所述的第二RTK的RTK接收机接收到电子气泡信息后对电子气泡信息进行筛选，将偏离标准的电子气泡信息发行至控制手簿，第二RTK接收机的控制手簿用于报警。本专利实现了使用RTK做高精度测量的时候，实时监控基准站的姿态，防止在测量过程中，由于未知情况下，认为或者非人为的因素对基准站的影响，导致基准站在空间位置发生变化。

Description

一种基于RTK基准站姿态监控系统及其监控方法
技术领域
本发明涉及一种基于RTK基准站姿态监控系统及其监控方法。
背景技术
目前,RTK接收机广泛应用于导航和测绘领域,在测量方面主要应用于高精度的场景.在高精度测量情况下,通常RTK使用的是网络1+1或者电台1+1的模式,也就是架设一个RTK接收机作为基准站,通过网络或电台的方式发送差分数据,另一台用于测量的RTK接收机作为移动站.RTK的现在的精度可已达到厘米,有些高精度RTK可以达到毫米级。
在高精度测量领域,基准站的坐标的准确性直接性的影响了测量的精度。基准站架设后，理想的效果是基准站在测量过程中保持静止不动，这样保证基准站坐标不会改变。但是现实中，基准站可能受到各种外界因素的干扰，可能发生移动，倾斜，震动等导致基准站位置发生变化，但是测量过程中，测量人员往往会在移动站端测量，注意不到基准站的状态。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种能够监控基准站状态的系统和方法，保证测量数据的准确性。
为达到上述目的，根据本发明的一个方面提供一种RTK基准站姿态监控系统，
包括两个RTK接收机，其中第一RTK接收机作为基准站，第二RTK接收机作为移动站；
所述的RTK接收机包括主机、控制手簿和支架；
所述的第一RTK接收机的支架上设有水平气泡，所述的主机上设有电子气泡模块用于记录电子气泡的标准值以及采集实时的电子气泡，并将运算后的电子气泡信息发送至第二RTK接收机；
所述的第二RTK的RTK接收机接收到电子气泡信息后对电子气泡信息进行筛选，将偏离标准的电子气泡信息发行至控制手簿，第二RTK接收机的控制手簿用于报警。
优选的，电子气泡模块中包括阈值计算模块，所述阈值计算模块用于将记录的电子气泡信息与电子气泡的标准值做差值运算，并与给定阈值进行比较判断电子气泡信息是否处于正常范围内。
优选的，电子气泡模块还包括标记模块，所述的标记模块将差值超出阈值的标记为1，将低于阈值的标记为0。
优选的,所述阈值在3°～10°。
优选的，所述阈值为5°。
优选的，所述的控制手簿设有报警器。
优选的，所述的第一RTK接收机的主机上将采集的电子气泡与电子气泡的标准值进行比较并对电子气泡的信息进行标记，标记后的电子气泡信息与数据包数据打包到差分数据发送至第二PTK接收机的主机。
优选的，所述的差分数据通过网络或电台发送至第二接收机的主机。
根据另一个方面,提供一种PTK基准站姿态监控方法，其特征在于，包括作为基准站的第一RTK接收机和作为接收站的第二RTK接收机，并包括以下步骤：
将第一RTK接收机的机架完成时的电子气泡作为电子气泡的基准；
采集第一RTK接收机的电子气泡并与电子气泡的基准比较，超过阈值时标记为1，低于阈值时标记为0；
将标记信息的数据发送至第二RTK接收机；
第二RTK接收机分析电子气泡的信息是否被标记为1，当标记为1时，发送给控制手簿进行报警。
优选的，电子气泡的标记信息与数据包数据打包到差分数据并发送至第二RTK接收机。
优选的，所述的差分数据通过网络或电台发送至第二RTK接收机。
优选的，所述的第二RTK接收机对接收的差分数据进行解析并读取电子气泡的标记信息。
优选的，所述的控制手簿可通过声报警或光报警的方式传送给使用者。
方法实现了在RTK高精度测量过程中，实时监测RTK基准站的状态，如果被移动或者外界导致其在空间位置中发生偏移，就会将姿态标志位添加到差分数据中，随着基准站分发数据到移动站，移动站解析基准站的姿态状态位，如果判断基准站状态位为1，移动站则发送信息给手簿软件，手簿软件发出警告提示测量者基准站发生移动，这样避免了传统测量中不能观察到基准站的状态，导致基准站移动后测量结果的错误。
使用电子气泡对基准站姿态实时监控，添加姿态数据到差分数据给移动站，手簿软件及时的视觉和声音提示。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：实现了使用RTK做高精度测量的时候，实时监控基准站的姿态，防止在测量过程中，由于未知情况下，人为或非人为的因素对基准站的影响，导致基准站在空间位置发生变化，最终导致测量结果的错误，但在测量过程中并没有意识到基准站的位置变化，而得到错误的测量结果，造成的后果不可预知的后果。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施方式)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1为本发明中作为基准站的接收机的处理流程图；
图2为本发明中作为移动站的接收机的处理流程图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻接收机底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
术语解释：
RTK：Real-time kinematic,实时动态定位，载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。
电子气泡：一种传感器模块,又叫做陀螺仪模块，可以输出当前模块的姿态与初始姿态偏差的角度值，分别绕x,y,z轴旋转的偏差角度，初始的姿态为x,y,z,当发生变化后，新姿态为x’,y’,z’,模块会输出当前与初始状态的偏差角度θx,θy,θz，由于接收机用不到z轴角度，此处省略。
RTK接收机作为测绘领域，在测量过程中，基准站架设好后默认为基准站保持静止不动，人位于移动站附近操作。然而在实际操作过程中发现，基准站架设好后，仍然会发生偏移、倾斜等情况，这种情况影响了实际操作的准确性，增加了很多的错误数据。现有技术中没有对于基准站的基准进行监控。
本发明提供了一种测量系统及方法，能够对基准站进行监控，并且将监控数据打包通过网络或电台传送到移动站，对进行操作的人进行报警提醒，也有利于对后续对于错误数据进行筛选。
本发明提供了一种监测系统，包括两个RTK接收机，其中第一RTK接收机作为基准站，第二RTK接收机作为移动站。
RTK接收机包括主机、控制手簿和支架。
第一RTK接收机的支架上安装水平气泡，所述的主机上安装电子气泡模块用于记录电子气泡的标准值以及采集实时的电子气泡。电子气泡的标准值是取自基准站的支架架设调试好后的数值(作为初始值)，该数值相对于后续采集的电子信息为定值。在后续测量过程中，不断生成新的电子气泡信息，该电子气泡信息被录入电子气泡模块。电子气泡模块中包括阈值计算模块，阈值计算模块中对录入电子气泡与电子气泡的标准值做差。并对差值运算的结果进行分类，当差值运算结果超出给定的阈值，则标记为1，若低于阈值则标记为0。阈值一般为5度，测试过程中5度可以检测到被移动，又会过滤掉由于周围微小震动引起的错误判断，标记后的数据随数据包数据到差分数据并进行打包通过网络或电台发送至第二RTK接收机；
第二RTK的RTK接收机主机接收差分数据，并解析差分数据中电子气泡部分的数据包，对标记的电子气泡信息筛选，将偏离标准的电子气泡信息发行至控制手簿，第二RTK接收机的控制手簿用于报警。报警器可为声报警装置，例如蜂鸣器，或光报警装置，例如LED灯，但不限于上述描述。
本专利采用接收机集成电子气泡，电子气泡的状态通过差分数据的方式分发给移动站，如果基准站发生姿态变化，移动站将通知手簿向测量人员发出警告提示。
本发明的监测方法包括一种PTK基准站姿态监控方法，包括作为基准站的第一RTK接收机和作为接收站的第二RTK接收机，并包括以下步骤：
将第一RTK接收机的机架完成时的电子气泡作为电子气泡的基准；
采集第一RTK接收机的电子气泡并与电子气泡的基准比较，超过阈值时标记为1，低于阈值时标记为0；
将电子气泡的标记信息与数据包数据打包到差分数据并通过网络或电台发送至第二RTK接收机；
第二RTK接收机对接收的差分数据进行解析并读取电子气泡的标记信息，当电子气泡的信息是否被标记为1，当标记为1时，发送给控制手簿进行报警。
本发明在接收机上集成电子气泡，实时监测接收机的姿态；当接收机作为基准站时，基准站架设完成，需要电子气泡校准，将此时的值作为标准姿态；基准站设置完成后将会不断的向移动站发送差分数据，在发送差分数据时，将姿态信息附加到差分数据包，发送给移动站；在工作过程中实时将监控基准站姿态，如果姿态偏离标准姿态超过阈值，将置姿态数据段相应的标志位。移动站在工作过程中接受基准站分发的差分数据，然后解析姿态数据段，检查标志位，如果标志位发生置位，将发送相应的消息给手簿，手簿向测量人员发出基准站被移动的警告提示。
实现了使用RTK做高精度测量的时候，实时监控基准站的姿态，防止在测量过程中，由于未知情况下，人为或非人为的因素对基准站的影响，导致基准站在空间位置发生变化，最终导致测量结果的错误，但在测量过程中并没有意识到基准站的位置变化，而得到错误的测量结果，造成的后果不可预知的后果。
应当理解的是，以上所述，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种RTK基准站姿态监控系统，其特征在于，
包括两个RTK接收机，其中第一RTK接收机作为基准站，第二RTK接收机作为移动站；
所述的RTK接收机包括主机、控制手簿和支架；
所述的第一RTK接收机的支架上设有水平气泡，所述的主机上设有电子气泡模块用于记录电子气泡的标准值以及采集实时的电子气泡，对所述采集实时的电子气泡与所述电子气泡的标准值做差，并对差值运算的结果进行分类，当所述差值运算的结果超出阈值，则标记为1，若低于阈值则标记为0，将上述运算后的电子气泡信息发送至第二RTK接收机；
所述的第二RTK的RTK接收机接收到电子气泡信息后对电子气泡信息进行筛选，偏离标准的阈值为3°～10°，将偏离标准的电子气泡信息发行至控制手簿，第二RTK接收机的控制手簿用于报警。
2.根据权利要求1所述的RTK基准站姿态监控系统，其特征在于，所述的控制手簿设有报警器。
3.根据权利要求1所述的RTK基准站姿态监控系统，其特征在于，所述的第一RTK接收机的主机上将采集的电子气泡与电子气泡的标准值进行比较并对电子气泡的信息进行标记，标记后的电子气泡信息与数据包数据打包到差分数据发送至第二PTK接收机的主机。
4.根据权利要求3所述的RTK基准站姿态监控系统，其特征在于，所述的差分数据通过网络或电台发送至第二接收机的主机。
5.一种PTK基准站姿态监控方法，其特征在于，包括如权利要求1至4任一所述的作为基准站的第一RTK接收机和作为接收站的第二RTK接收机，并包括以下步骤：
将第一RTK接收机的机架完成时的电子气泡作为电子气泡的基准；
采集第一RTK接收机的电子气泡并与电子气泡的基准比较，超过阈值时标记为1，低于阈值时标记为0；
将标记信息的数据发送至第二RTK接收机；
第二RTK接收机分析电子气泡的信息是否被标记为1，当标记为1时，发送给控制手簿进行报警。
6.根据权利要求5所述的监控方法，其特征在于，电子气泡的标记信息与数据包数据打包到差分数据并发送至第二RTK接收机。
7.根据权利要求6所述的监控方法，其特征在于，所述的差分数据通过网络或电台发送至第二RTK接收机。
8.根据权利要求7所述的监控方法，其特征在于，所述的第二RTK接收机对接收的差分数据进行解析并读取电子气泡的标记信息。
9.根据权利要求5所述的监控方法，其特征在于，所述的控制手簿可通过声报警或光报警的方式传送给使用者。
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