CN108444443B - 一种基于agps定位的道路施工水平仪以及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于AGPS定位的道路施工水平仪以及测量方法，包括第一接收器和第二接收器，第一接收器和第二接收器通过光缆连接至解算器；在单位时间内获取系列“定位时间‑GPS定位高度”信息以及“定位时间‑蜂窝移动定位高度”信息；之后获得固定架沉降曲线；将固定架沉降曲线起始点作为道路测量点高度位置；本发明采用GPS对道路两端进行定位，在GPS定位前使用蜂窝移动网络进行粗定位，获取大概位置后根据定位卫星星图，选取合适的定位卫星进行定位，在此过程中同步进行蜂窝移动网络，将两种定位得到的高度值与定位之间的对应关系进行拟合，得到函数曲线，进一步对比处理得出精确的测量点高度值，通过两端点的高度得到道路的坡度，不受视距限制。

Description

一种基于AGPS定位的道路施工水平仪以及测量方法

技术领域

本发明涉及道路施工测绘领域，具体涉及一种基于AGPS定位的道路施工水平仪以及测量方法。

背景技术

道路伴同人类活动而产生，又促进社会的进步和发展，是历史文明的象征、科学进步的标志。原始的道路是由人践踏而形成的小径。以后要求有更好的道路，取土填坑，架木过溪，以利通行。

在进行道路施工过程中需要考量不同车辆通行性质对道路坡度的需求，例如高标准的高速公路施工过程中，需要保持路面的坡度不该与三度，在平原施工中，需要尽量保持道路的水平，传统方式通过水平仪观测的方式监测路面的夹角，本方式在实际应用中仅适用于视野清晰的距离范围内进行观测，冷暖流导致空气密度不一致发生光线折射，也会导致产生误差，不仅如此，由于观测设备重量较大，难以进行远距离精确测量，在放置之后容易因为地基下陷导致沉降，更会导致测量偏差，因此需要一种测量较长路段两端之间坡度，且能够规避沉降误差的工具。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种基于AGPS定位的道路施工水平仪以及测量方法，能够测量视距外道路两端的坡度。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种基于AGPS定位的道路施工水平仪，包括分设于测量路段两端的第一接收器和第二接收器，所述第一接收器和第二接收器通过等距通讯光缆连接至解算器；

所述第一接收器和第二接收器均放置在固定架上，所述固定架包括搁置台，所述搁置台底端固定有插轴，所述插轴套接有环套，所述环套两端侧壁通过横杆固定有水平方向的抵接板，所述插轴设有纵向的刻度线。

进一步地，所述搁置台两端活动连接有夹持臂。

进一步地，所述插轴底部开设有向下倾斜的插槽，所述插槽内插接有防沉板，所述防沉板顶端抵接有滚珠，所述滚珠穿过插槽顶端连通的导流槽与螺杆抵接。

基于权利要求1所述水平仪的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：接收器进行多组GPS定位，在单位时间内获取系列“定位时间-GPS定位高度”信息；

步骤S2：接收器，进行多组蜂窝移动网络定位，在单位时间内获取系列“定位时间-蜂窝移动定位高度”信息；

步骤S3：对多组“定位时间-定位高度”信息以及“定位时间-蜂窝移动定位高度”信息进行拟合，剔除异常值，再将剔除异常值之后的数据重新拟合，获得卫星定位拟合曲线和蜂窝移动网络定位拟合曲线；

步骤S4：将卫星定位拟合曲线和蜂窝移动网络定位拟合曲线起始端重合，若两段曲线重合则以卫星定位曲线作为固定架沉降曲线，反之则舍弃该曲线重新测量；

步骤S5：若固定架沉降曲线始末端高度差与刻度线起始位置差相符，则将步骤S4中卫星定位曲线，即固定架沉降曲线起始点作为接收器，对应道路测量点高度位置，反之则舍弃重新测量；

步骤S6：根据步骤S5中求取第一接收器和第二接收器对应道路测量点高度位置计算倾斜角度。

进一步地，所述步骤S1包括：

步骤S1.1：接收器，接收蜂窝移动网络定位信号进行粗定位；

步骤S1.2：根据定位卫星的星历结合粗定位位置，选取四颗定位卫星；

步骤S1.3：根据步骤S1.1中选取的定位卫星进行GPS定位；

步骤S1.4：重复步骤S1.2，在单位时间内获取系列“定位时间-定位高度”信息。

进一步地，所述步骤S1.2中选取与地平线夹角大于三十度的定位卫星。

进一步地，所述步骤S2包括：

步骤S2.1：接收器，在接收授时卫星标准时间信息立即向蜂窝移动网络的三个基站发送定位请求信息；

步骤S2.2：在收到蜂窝移动网络基站定位返回信息时读取此时授时卫星标准时间；

步骤S2.3：根据三个基站返回信息的时间差求取与三个基站之间的距离；

步骤S2.4：根据基站位置以及接收器，与三个基站之间的距离求取接收器，高度位置。

进一步地，所述基站返回信息的时间差大于1秒之后舍弃该组定位操作。

进一步地，所述步骤S1与步骤S2同步进行，测量时间不少于四十分钟。

本发明的收益效果是：

采用GPS对道路两端进行定位，在GPS定位前使用蜂窝移动网络进行粗定位，获取大概位置后根据定位卫星星图，选取合适的定位卫星进行定位，在此过程中同步进行蜂窝移动网络，将两种定位得到的高度值与定位之间的对应关系进行拟合，得到函数曲线，进一步对比处理得出精确的测量点高度值，通过两端点的高度，得到道路的坡度，不受视距限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述基于AGPS定位的道路施工水平仪的示意图；

图2为本发明所述固定架的示意图；

图3为本发明所述插轴底部纵剖结构示意图；

图4为本发明所述水平仪工作方法的示意图；

图5为本发明所述GPS定位曲线与蜂窝移动网络定位曲线处理示意图；

图6为本发明所述GPS定位过程中选取定位卫星的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，本发明为一种基于AGPS定位的道路施工水平仪，包括分设于测量路段两端的第一接收器100和第二接收器200，第一接收器100和第二接收器200通过等距通讯光缆连接至解算器300；

第一接收器100和第二接收器200均放置在固定架300上，固定架300包括搁置台310，搁置台310底端固定有插轴330，插轴330套接有环套340，环套340两端侧壁通过横杆350固定有水平方向的抵接板360，插轴330设有纵向的刻度线370。

本实施方式的一个优选项为，搁置台310两端活动连接有夹持臂320。

本实施方式的一个优选项为，插轴330底部开设有向下倾斜的插槽331，插槽331内插接有防沉板332，防沉板332顶端抵接有滚珠333，滚珠333穿过插槽331顶端连通的导流槽334与螺杆335抵接。

基于权利要求1水平仪的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：接收器100、200进行多组GPS定位，在单位时间内获取系列“定位时间-GPS定位高度”信息；

步骤S2：接收器100、200进行多组蜂窝移动网络定位，在单位时间内获取系列“定位时间-蜂窝移动定位高度”信息；

步骤S3：对多组“定位时间-定位高度”信息以及“定位时间-蜂窝移动定位高度”信息进行拟合，剔除异常值，再将剔除异常值之后的数据重新拟合，获得卫星定位拟合曲线和蜂窝移动网络定位拟合曲线；

步骤S4：将卫星定位拟合曲线和蜂窝移动网络定位拟合曲线起始端重合，若两段曲线重合则以卫星定位曲线作为固定架300沉降曲线，反之则舍弃该曲线重新测量；

步骤S5：若固定架300沉降曲线始末端高度差与刻度线370起始位置差相符，则将步骤S4中卫星定位曲线，即固定架300沉降曲线起始点作为接收器100、200对应道路测量点高度位置，反之则舍弃重新测量；

步骤S6：根据步骤S5中求取第一接收器100和第二接收器200对应道路测量点高度位置计算倾斜角度。

本实施方式的一个优选项为，步骤S1包括：

步骤S1.1：接收器100、200接收蜂窝移动网络定位信号进行粗定位；

步骤S1.2：根据定位卫星的星历结合粗定位位置，选取四颗定位卫星；

步骤S1.3：根据步骤S1.1中选取的定位卫星进行GPS定位；

步骤S1.4：重复步骤S1.2，在单位时间内获取系列“定位时间-定位高度”信息。

本实施方式的一个优选项为，步骤S1.2中选取与地平线夹角大于三十度的定位卫星。

本实施方式的一个优选项为，步骤S2包括：

步骤S2.1：接收器100、200在接收授时卫星标准时间信息立即向蜂窝移动网络的三个基站发送定位请求信息；

步骤S2.2：在收到蜂窝移动网络基站定位返回信息时读取此时授时卫星标准时间；

步骤S2.3：根据三个基站返回信息的时间差求取与三个基站之间的距离；

步骤S2.4：根据基站位置以及接收器100、200与三个基站之间的距离求取接收器100、200高度位置。

本实施方式的一个优选项为，基站返回信息的时间差大于1秒之后舍弃该组定位操作。

上述操作中，相比较传统方式，采用GPS对道路两端进行定位，在GPS定位前使用蜂窝移动网络进行粗定位，获取大概位置后根据定位卫星星图，选取合适的定位卫星进行定位，在此过程中同步进行蜂窝移动网络，将两种定位得到的高度值与定位之间的对应关系进行拟合，得到函数曲线，进一步对比处理得出精确的测量点高度值，通过两端点的高度，得到道路的坡度，不受视距限制，且能够规避沉降误差的工具。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种基于AGPS定位的道路施工水平仪，其特征在于：包括分设于测量路段两端的用来进行GPS定位和蜂窝移动网络定位的第一接收器（100）和第二接收器（200），所述第一接收器（100）和第二接收器（200）通过等距通讯光缆连接至解算器（400）；所述第一接收器（100）和第二接收器（200）分别放置在两个固定架（300）上，所述固定架（300）包括搁置台（310），所述搁置台（310）底端固定有插轴（330），所述插轴（330）套接有环套（340），所述环套（340）两端侧壁通过横杆（350）固定有水平方向的抵接板（360），所述插轴（330）设有纵向的刻度线（370）。

2.根据权利要求1所述的水平仪，其特征在于：所述搁置台（310）两端活动连接有夹持臂（320）。

3.根据权利要求1所述的水平仪，其特征在于：所述插轴（330）底部开设有向下倾斜的插槽（331），所述插槽（331）内插接有防沉板（332），所述防沉板（332）顶端抵接有滚珠（333），所述滚珠（333）穿过插槽（331）顶端连通的导流槽（334）与螺杆（335）抵接。

4.基于权利要求1所述水平仪的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：第一接收器（100）、第二接收器（200）进行多组GPS定位，在单位时间内获取系列“定位时间-GPS定位高度”信息；

步骤S2：第一接收器（100）、第二接收器（200）进行多组蜂窝移动网络定位，在单位时间内获取系列“定位时间-蜂窝移动定位高度”信息；其中，步骤S1与步骤S2同步进行；

步骤S3：对多组“定位时间-GPS定位高度”信息以及“定位时间-蜂窝移动定位高度”信息进行拟合，剔除异常值，再将剔除异常值之后的数据重新拟合，获得卫星定位拟合曲线和蜂窝移动网络定位拟合曲线；

步骤S4：将卫星定位拟合曲线和蜂窝移动网络定位拟合曲线起始端重合，若两段曲线重合则以卫星定位曲线作为固定架（300）沉降曲线，反之则舍弃该曲线重新测量；

步骤S5：若固定架（300）沉降曲线始末端高度差与刻度线（370）起始位置差相符，则将步骤S4中卫星定位曲线，即固定架（300）沉降曲线起始点作为第一接收器（100）、第二接收器（200）对应道路测量点高度位置，反之则舍弃重新测量；

步骤S6：根据步骤S5中求取第一接收器（100）和第二接收器（200）对应道路测量点高度位置计算倾斜角度。

5.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于：所述步骤S1包括：

步骤S1.1：第一接收器（100）、第二接收器（200）接收蜂窝移动网络定位信号进行粗定位；

步骤S1.2：根据定位卫星的星历结合粗定位位置，选取四颗定位卫星；

步骤S1.3：根据步骤S1.1中选取的定位卫星进行GPS定位；

步骤S1.4：重复步骤S1.2，在单位时间内获取系列“定位时间-GPS定位高度”信息。

6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于：所述步骤S1.2中选取与地平线夹角大于三十度的定位卫星。

7.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于：所述步骤S2包括：

步骤S2.1：第一接收器（100）、第二接收器（200）在接收授时卫星标准时间信息立即向蜂窝移动网络的三个基站发送定位请求信息；

步骤S2.2：在收到蜂窝移动网络基站定位返回信息时读取此时授时卫星标准时间；

步骤S2.3：根据三个基站返回信息的时间差求取与三个基站之间的距离；

步骤S2.4：根据基站位置以及第一接收器（100）、第二接收器（200）与三个基站之间的距离求取第一接收器（100）、第二接收器（200）高度位置。

8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于：步骤S2中，所述基站返回信息的时间差大于1秒之后舍弃该组定位操作。

9.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于：所述步骤S1与步骤S2同步进行，第一接收器（100）和第二接收器（200）进行高度测量的时间不少于四十分钟。

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