CN108333599A - 一种基于gnss扫描测量装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于标靶坐标测量装置技术领域，具体涉及一种基于GNSS扫描测量装置及使用方法，包括GNSS接收机、伸缩杆、标靶、基座、脚架和360°棱镜，所述伸缩杆的顶端、上部、中部和底端依次连接GNSS接收机、360°棱镜、标靶和基座的顶端，基座的底端连接脚架的顶端，解决了现有技术中在进行石油石化工程扫描测量时，需分两个步骤进行，首先布设扫描标靶，在扫描过程中对标靶进行扫描；后期在标靶位置上再布设棱镜或者GNSS接收机，使用全站仪或GNSS实现坐标的测量，不能一次实现标靶点云采集和GNSS坐标测量的问题，本发明经过整平和常数加减后，GNSS接收机获取的坐标数据即为球形标靶的坐标数据，简单方便、准确易行。
Description
技术领域
本发明属于标靶坐标测量装置技术领域，具体涉及一种基于GNSS扫描测量装置及使用方法。
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。全球导航卫星系统 (GNSS) 向GNSS 接收机提供基于从 GNSS 卫星传输的定位信号确定其位置的能力。该位置是按照经度、纬度和 高度来说的,且精确到几米或甚至几厘米。
GNSS 接收机用于勘测、定位、导航、追踪、定时和许多其它用途的民用已变得非常普遍。不幸的是,GNSS 信号和 GNSS 接收机的性质(至少从民用视角看)是它们非常虚弱且很 容易受到干扰、欺骗(例如,提供虚假信号或信息以阻止确定定位)、干涉和其它破坏(恶意 或非故意的)等能够轻易损害到达 GNSS 接收机的信号的完整性或由 GNSS 接收机产生的定位输出的行为的影响。在一个日益拥挤的广播频谱和日益高明且野心勃勃的黑客世界中, 对 GNSS 信号完整性的此类损害很可能增加。这可能导致 GNSS 接收机无法追踪卫星,或者在欺骗或弱干扰的情况下可能导致 GNSS 接收机提供错误的定位输出。
全球卫星导航技术(GNSS)具有布设方便、成本低、精度稳定等优点。尤其是随着GNSS 精密定位技术(包括 RTK 和 PPP 等)的成熟,GNSS 得以逐渐应用于上述形变监测领域。 但 是 ,G N S S 接 收 机 存 在 测 量 噪 声 大 、动 态 精 度 下 降 、易 受 干扰 和 实 时 性 差 等 局 限 ,因 此 一 旦 所监测的结构出现剧烈形变或破坏时(实际应用中往往是最关键的时候),GNSS 就无法胜任了。
三维激光扫描测量时，需在现在布设扫描标靶，后期根据公共标靶实现多站扫描数据的拼接，在实际工程应用时，有时需将现场采集的数据联测进工程坐标系，符合国家对工程测量坐标系的管理要求。
目前在进行石油石化工程扫描测量时，需分两个步骤进行，首先布设扫描标靶，在扫描过程中对标靶进行扫描；后期在标靶位置上再布设棱镜或者GNSS接收机，使用全站仪或GNSS实现坐标的测量，随着GNSS发展日益成熟和普遍，现场测量时大多采用GNSS技术进行，因此，需考虑一套集标靶点云采集和GNSS坐标测量的装置，且在局部卫星信号不好或有遮挡的区域时，保证一次性实现上述要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中在进行石油石化工程扫描测量时，需分两个步骤进行，首先布设扫描标靶，在扫描过程中对标靶进行扫描；后期在标靶位置上再布设棱镜或者GNSS接收机，使用全站仪或GNSS实现坐标的测量，不能一次实现标靶点云采集和GNSS坐标测量，同时在局部卫星信号不好或有遮挡的区域时，在确保测量结果精度的前提下，不能一次性实现上述要求的问题。
为此，本发明提供了一种基于GNSS扫描测量装置，包括GNSS接收机、伸缩杆、标靶、基座、脚架和360°棱镜，所述伸缩杆的顶端、上部、中部和底端依次连接GNSS接收机、360°棱镜、标靶和基座的顶端，基座的底端连接脚架的顶端。
所述标靶为球形标靶，球形标靶包括两个半球形标靶，两个半球形标靶相互对称连于伸缩杆上且球形标靶的竖直中心轴与伸缩杆的竖直中心轴重合。
所述基于GNSS扫描测量装置还包括螺栓连接件，标靶的水平中心轴方向开设通孔，伸缩杆的中部开设固定孔，螺栓连接件穿过通孔和固定孔将标靶连接于伸缩杆上。
所述基座还包括圆水准气泡，圆水准气泡安装于基座的顶端。
所述伸缩杆包括内杆、外杆和旋钮，内杆通过旋钮活动套接于外杆内，固定孔开设在内杆上，外杆的底部连接基座的顶部中心。
所述外杆与基座为硬性连接。
所述GNSS接收机和伸缩杆通过内丝连接。
所述伸缩杆上可设置刻度尺。
一种基于GNSS扫描测量装置的使用方法，包括如下步骤：
1）摆放脚架：按照标靶的布设要求，将脚架放置于待测位置；
2）安装基座：首先将伸缩杆的底部连接在基座顶端的中心位置，然后将基座安装在脚架上；
3）安装标靶和360°棱镜：调整基座直至将圆水准气泡居中，将360°棱镜安装在伸缩杆的上部，通过螺栓连接件将标靶固定在伸缩杆的中部；
4）安装GNSS接收机：通过内丝将GNSS接收机安装在伸缩杆的顶部。
本发明的有益效果：本发明提供的这种基于GNSS扫描测量装置及使用方法，本装置在常规的脚架基础上，对测量使用的基座进行了改进，基座顶部连接一根收缩杆，收缩杆中部位置加装一个标靶，收缩杆顶部安装一个GNSS接收机，收缩杆上部安装一个360°棱镜，经过整平和常数加减后，GNSS接收机获取的坐标数据即为标靶的坐标数据，标靶的中心、GNSS接收机的中心和360°棱镜的中心重合，当局部卫星信号不好或有遮挡的区域，360°棱镜可辅助解决，本发明将GNSS 接收机、圆形标靶和360°棱镜进行一体化设计,实现三类信息最大程度的融合,避免三者各自缺点的同时将它们的优点发挥至最佳,简单方便、准确易行。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是基于GNSS扫描测量装置的结构示意图。
附图标记说明：1、GNSS接收机；2、螺栓连接件；3、伸缩杆；4、标靶；5、旋钮；6、圆水准气泡；7、基座；8、脚架；9、外杆；10、通孔；11、固定孔；12、内杆；13、360°棱镜。
具体实施方式
实施例1：
一种基于GNSS扫描测量装置，包括GNSS接收机1、伸缩杆3、标靶4、基座7、脚架8和360°棱镜13，所述伸缩杆3的顶端、上部、中部和底端依次连接GNSS接收机1、360°棱镜13、标靶4和基座7的顶端，基座7的底端连接脚架8的顶端。
实施例2：
如图1所示，一种基于GNSS扫描测量装置，包括GNSS接收机1、伸缩杆3、标靶4、基座7、脚架8和360°棱镜13，所述伸缩杆3的顶端、上部、中部和底端依次连接GNSS接收机1、360°棱镜13、标靶4和基座7的顶端，基座7的底端连接脚架8的顶端。
脚架8和GNSS接收机1为现有技术，在此不做详细介绍，本装置在常规的脚架8基础上，对测量使用的基座7进行了改进，基座7顶部连接一根收缩杆3，收缩杆3中部位置加装一个标靶4，收缩杆3顶部安装一个GNSS接收机1，收缩杆3上部安装一个360°棱镜13，经过整平和常数加减后，GNSS接收机1获取的坐标数据即为标靶4的坐标数据，标靶4的中心、GNSS接收机1的中心和360°棱镜13的中心重合当局部卫星信号不好或有遮挡的区域，360°棱镜可辅助解决，360°棱镜为现有棱镜，在此对其结构不做详细描述，本发明将GNSS 接收机、圆形标靶和360°棱镜进行一体化设计,实现三类信息最大程度的融合,避免三者各自缺点的同时将它们的优点发挥至最佳,简单方便、准确易行。
实施例3
在实施例1的基础上，所述标靶4为球形标靶，球形标靶包括两个半球形标靶，两个半球形标靶相互对称连于伸缩杆3上且球形标靶的竖直中心轴与伸缩杆3的竖直中心轴重合。球形标靶4使多站点数据快速高精度的拼接成为了可能，通过彼此站点扫描数据自动求出圆心点，进行快速有效的站点拼接相比其他标靶拟合的数据更加准确。
所述基于GNSS扫描测量装置还包括螺栓连接件2，标靶4的水平中心轴方向开设通孔10，伸缩杆3的中部开设固定孔11，螺栓连接件2穿过通孔10和固定孔11将标靶4连接于伸缩杆3上。螺栓连接具有结构简单、连接可靠、装拆方便的优点，螺栓连接件为螺杆和螺丝。
所述基座7还包括圆水准气泡6，圆水准气泡6安装于基座7的顶端。伸缩杆9底部与基座7固定在一起，通过基座7上面安装的圆水准气泡6实现伸缩杆9的垂直。
所述伸缩杆3包括内杆12、外杆9和旋钮5，内杆12通过旋钮5活动套接于外杆9内，固定孔11开设在内杆12上，外杆9的底部连接基座7的顶部中心。通过旋钮5调节，可以实现伸缩杆的自由升降，从而起到自由升降GNSS接收机1，使用简单方便，适用性强。
所述外杆9与基座7为硬性连接。将外杆9稳定的连接于基座7上，确保整体结构稳定，同时提高测量精度。
所述GNSS接收机1和伸缩杆3通过内丝连接。通过内丝将GNSS接收机1旋紧在伸缩杆3顶部，具有结构简单、连接可靠、装拆方便的优点。
所述伸缩杆3上可设置刻度尺。刻度尺为毫米刻度尺，观测者可实时读取。
实施例4
一种基于GNSS扫描测量装置的使用方法，包括如下步骤：
1）摆放脚架8：按照标靶4的布设要求，将脚架8放置于待测位置；
2）安装基座7：首先将伸缩杆3的底部连接在基座7顶端的中心位置，然后将基座7安装在脚架8上；
3）安装标靶4和360°棱镜13：调整基座7直至将圆水准气泡6居中，将360°棱镜13安装在伸缩杆3的上部，通过螺栓连接件2将标靶4固定在伸缩杆3的中部；
4）安装GNSS接收机1：通过内丝将GNSS接收机1安装在伸缩杆3的顶部。
本发明提供的这种基于GNSS扫描测量的使用方法，克服现有技术中在进行石油石化工程扫描测量时，需分两个步骤进行，不能一次实现标靶点云采集和GNSS坐标测量，同时在局部卫星信号不好或有遮挡的区域时，在确保测量结果精度的前提下，不能一次性实现上述要求的问题；实现球形标靶4中心、GNSS接收机1和360°棱镜的相位中心重合，经过整平和常数加减后，GNSS接收机获取的坐标数据即为标靶的坐标数据，当局部卫星信号不好或有遮挡的区域，360°棱镜可辅助解决，本发明将GNSS 接收机、圆形标靶和360°棱镜进行一体化设计,实现三类信息最大程度的融合,避免三者各自缺点的同时将它们的优点发挥至最佳,简单方便、准确易行。
本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“中”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于GNSS扫描测量装置，其特征在于：包括GNSS接收机（1）、伸缩杆（3）、标靶（4）、基座（7）、脚架（8）和360°棱镜（13），所述伸缩杆（3）的顶端、上部、中部和底端依次连接GNSS接收机（1）、360°棱镜（13）、标靶（4）和基座（7）的顶端，基座（7）的底端连接脚架（8）的顶端。
2.如权利要求1所述的基于GNSS扫描测量装置，其特征在于：所述标靶（4）为球形标靶，球形标靶包括两个半球形标靶，两个半球形标靶相互对称连于伸缩杆（3）上且球形标靶的竖直中心轴与伸缩杆（3）的竖直中心轴重合。
3.如权利要求2所述的基于GNSS扫描测量装置，其特征在于：所述基于GNSS扫描测量装置还包括螺栓连接件（2），标靶（4）的水平中心轴方向开设通孔（10），伸缩杆（3）的中部开设固定孔（11），螺栓连接件（2）穿过通孔（10）和固定孔（11）将标靶（4）连接于伸缩杆（3）上。
4.如权利要求3所述的基于GNSS扫描测量装置，其特征在于：所述基座（7）还包括圆水准气泡（6），圆水准气泡（6）安装于基座（7）的顶端。
5.如权利要求4所述的基于GNSS扫描测量装置，其特征在于：所述伸缩杆（3）包括内杆（12）、外杆（9）和旋钮（5），内杆（12）通过旋钮（5）活动套接于外杆（9）内，固定孔（11）开设在内杆（12）上，外杆（9）的底部连接基座（7）的顶部中心。
6.如权利要求5所述的基于GNSS扫描测量装置，其特征在于：所述外杆（9）与基座（7）为硬性连接。
7.如权利要求6所述的基于GNSS扫描测量装置，其特征在于：所述GNSS接收机（1）和伸缩杆（3）通过内丝连接。
8.如权利要求7所述的基于GNSS扫描测量装置，其特征在于：所述伸缩杆（3）上可设置刻度尺。
9.一种基于GNSS扫描测量装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）摆放脚架（8）：按照标靶（4）的布设要求，将脚架（8）放置于待测位置；
2）安装基座（7）：首先将伸缩杆（3）的底部连接在基座（7）顶端的中心位置，然后将基座（7）安装在脚架（8）上；
3）安装标靶（4）和360°棱镜（13）：调整基座（7）直至将圆水准气泡（6）居中，将360°棱镜（13）安装在伸缩杆（3）的上部，通过螺栓连接件（2）将标靶（4）固定在伸缩杆（3）的中部；
4）安装GNSS接收机（1）：通过内丝将GNSS接收机（1）安装在伸缩杆（3）的顶部。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180727 |