CN110941001A - 复杂环境下的定位数据采集方法、系统、终端及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请所提供的一种复杂环境下的定位数据采集方法、系统、终端及存储介质，包括：校验并确认RTK在基点得到固定解；利用RTK获取基点的位置坐标；利用全站仪采集基点与目标点的相对位置信息，所述目标点的RTK无固定解；根据基点位置坐标和所述相对位置信息计算所述目标点的位置坐标。本发明利用RTK效率高、精度好、误差不积累、数据处理快等优势，随时为全站仪设置测站，克服全站仪的不足，同时用全站仪、影像采集系统的优势来弥补RTK的劣势，互补优缺，简化采集流程，大大提高了作业效率。
Description
技术领域
本申请涉及环境定位测量技术领域，尤其是涉及一种复杂环境下的定位数据采集方法、系统、终端及存储介质。
背景技术
RTK(Real-time kinematic，实时动态)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。这是一种新的常用的卫星定位测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新的测量原理和方法，极大地提高了作业效率。
高精度的GPS测量必须采用载波相位观测值，RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不足一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周未知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。因此RTK技术只有在信号稳定时才能得到整周未知数的固定解，进而得到准确定位坐标。
但是在复杂环境如管网环境，由于环境障碍物过多，RTK信号不好时，无法得到RTK固定解也就得不到准确的坐标。管网的基础设施数据采集是新建管道及改线管道精准数据的初始来源，还用于管网数据补充及检核，保障城市燃气管道完整性及安全性。根据城市燃气管网分布、建设等特点，在施工过程中，只有对管网的焊缝、弯管、三通、穿跨越、阀门等高风险点进行精准定位，才能有效保证工程数据的准确性与完整性，实现高效率的施工，有效把状态数据对应到具体的管网高风险点上。
因此，如何获取复杂的管网环境下，如何获取基础设施数据是丞待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本申请提供一种复杂环境下的定位数据采集方法、系统、终端及存储介质，解决了现有技术中RTK在复杂环境中无法提供准确定位服务的问题。
第一方面，为解决上述技术问题，本申请提供一种复杂环境下的定位数据采集方法，包括：
校验并确认RTK在基点得到固定解；
利用RTK获取基点的位置坐标；
利用全站仪采集基点与目标点的相对位置信息，所述目标点的RTK无固定解；
根据基点位置坐标和所述相对位置信息计算所述目标点的位置坐标。
可选的，所述利用全站仪采集基点与目标点的相对位置信息，包括：
在目标点将全站仪瞄准基点参照物且将全站仪的后视方位置零；
获取全站仪采集的目标点与基点的距离参数和角度参数。
可选的，所述方法还包括：
录入基点参照物高度；
根据基点参照物高度、基点位置坐标和所述相对位置信息计算所述目标点的三维位置坐标。
可选的，所述方法还包括：
设置多个基点并利用RTK分别采集多个基点的位置坐标；
分别在多个基点采集环境图像信息；
提取所述环境图像信息中目标点与基点的图像距离；
根据所述图像距离和相应基点坐标计算目标点坐标；；
利用所述目标点坐标对所述目标点的位置坐标进行校对。
第二方面，本发明还提供一种复杂环境下的定位数据采集系统，包括：
信号校验单元，配置用于校验并确认RTK在基点得到固定解；
基点定位单元，配置用于利用RTK获取基点的位置坐标；
相对定位单元，配置用于利用全站仪采集基点与目标点的相对位置信息，所述目标点的RTK无固定解；
坐标计算单元，配置用于根据基点位置坐标和所述相对位置信息计算所述目标点的位置坐标。
可选的，所述相对定位单元包括：
置零设置模块，配置用于在目标点将全站仪瞄准基点参照物且将全站仪的后视方位置零；
参数获取模块，配置用于获取全站仪采集的目标点与基点的距离参数和角度参数。
可选的，所述系统还包括：
高度录入单元，配置用于录入基点参照物高度；
三维定位单元，配置用于根据基点参照物高度、基点位置坐标和所述相对位置信息计算所述目标点的三维位置坐标。
可选的，所述系统还包括：
基点设置单元，配置用于设置多个基点并利用RTK分别采集多个基点的位置坐标；
图像采集单元，配置用于分别在多个基点采集环境图像信息；
图像提取单元，配置用于提取所述环境图像信息中目标点与基点的图像距离；
图像计算单元，配置用于根据所述图像距离和相应基点坐标计算目标点坐标；；
坐标校对单元，配置用于利用所述目标点坐标对所述目标点的位置坐标进行校对。
第三方面，提供一种终端，包括：
处理器、存储器，其中，
该存储器用于存储计算机程序，
该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得终端执行上述的终端的方法。
第四方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：
本发明提供的复杂环境下的定位数据采集方法、系统、终端及存储介质，通过将RTK技术与全站仪结合对复杂环境提供定位服务，同时利用影像采集系统进行结果校对，提高定位信息准确性，避免了全站仪、影像采集系统容易受到地形、植被覆盖等诸多因素的影响和RTK采集中卫星接收和外界干扰的问题，利用RTK效率高、精度好、误差不积累、数据处理快等优势，随时为全站仪设置测站，克服全站仪的不足，同时用全站仪、影像采集系统的优势来弥补RTK的劣势，互补优缺，简化采集流程，大大提高了作业效率。将三者有机结合，充分发挥各自优点，对加快工程进度，具有很大的实际意义。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。
图2是本发明一个实施例的系统的示意性框图。
图3为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参考图1，图1为本申请实施例所提供的复杂环境下的定位数据采集方法的流程图，该方法包括：
S101：校验并确认RTK在基点得到固定解；
S102：利用RTK获取基点的位置坐标；
S103：利用全站仪采集基点与目标点的相对位置信息，所述目标点的RTK无固定解；
S104：根据基点位置坐标和所述相对位置信息计算所述目标点的位置坐标。
基于上述实施例，作为优选的实施例所述S103，利用全站仪采集基点与目标点的相对位置信息，包括：在目标点将全站仪瞄准基点参照物且将全站仪的后视方位置零；
获取全站仪采集的目标点与基点的距离参数和角度参数。
基于上述实施例，作为优选的实施例，所述方法还包括：
录入基点参照物高度；
根据基点参照物高度、基点位置坐标和所述相对位置信息计算所述目标点的三维位置坐标。
基于上述实施例，作为优选的实施例，所述方法还包括：
设置多个基点并利用RTK分别采集多个基点的位置坐标；
分别在多个基点采集环境图像信息；
提取所述环境图像信息中目标点与基点的图像距离；
根据所述图像距离和相应基点坐标计算目标点坐标；；
利用所述目标点坐标对所述目标点的位置坐标进行校对。
需要说明的是，对于复杂环境下的定位数据采集方法,下面做出详细解释：
S1、校验并确认RTK在基点得到固定解。
将待测环境中无法获得RTK固定解的位置作为目标点，可以得到RTK固定解的位置直接利用RTK获取准确位置坐标。
找开阔视野良好地点打开RTK设备开关，校验RTK是否可以得到固定解，若能够得到RTK固定解，则将此点作为基点。
S2、利用RTK获取基点的位置坐标。
将RTK设备主体平放在全站仪握把正上方，尽量保持在握把中心位置，用手扶好。利用RTK设备获取基点位置坐标，保存基点位置坐标。
S3、利用全站仪采集基点与目标点的相对位置信息，所述目标点的RTK无固定解。
将RTK设备主体和延长杆安装，在全站仪可通视并且RTK可以得到固定解处架平，在基点处设置参照物，参照物可以是延长杆或棱镜，在目标点用全站仪瞄准延长杆上的标志，将基点作为全站仪的后视点，将全站仪后视方位置零。采集全站仪测出的基点与目标点的相对位置信息，相对位置信息包括水平角s、垂直角v、距离(斜距sd、平距hd)、高差k。
S4、根据基点位置坐标和所述相对位置信息计算所述目标点的位置坐标。
根据步骤S2采集的基点位置坐标(a,b)和步骤S3获取的目标点与基点的平距hd和全站仪的方位角A，以及基点位置坐标计算目标点的位置坐标(x,y)。
S5、录入参照物参照标志的高度，此时基点的坐标为(a,b,h)，根据步骤S3得到的目标点与基点的高差k，得到目标点的三维坐标(x,y,h+k)。
S6、设置多个基点，在基点打开RTK和影像采集系统，调整镜头对准测量目标点，采集景深图像。在其他基点继续拍摄测量，并获取每个基点的位置坐标。再次重复两次相应步骤，不同基点的图像采集数量不可少于3张，一般采集3-5张图像最佳。提取景深图像中目标点与各基点的距离。例如选取三个基点采集图像，分别为基点1(a1,b1),基点2(a2,b2)，基点3(a3,b3)，各图像提取的距离分别为L1,L2,L3，利用以下公式计算目标点坐标：
利用上述图像辅助方法采集所有目标点坐标。利用采集的目标点坐标对步骤S4得到目标点位置坐标进行校对，预先设置误差范围，对两种方法得到的目标点坐标进行做差，若差值超出误差范围，则重新选取基点利用步骤S2-S4采集目标点位置坐标。
请参考图2，图2为本申请实施例所提供的一种复杂环境下的定位数据采集系统的结构示意图，该复杂环境下的定位数据采集系统300，包括：
信号校验单元210，配置用于校验并确认RTK在基点得到固定解；
基点定位单元220，配置用于利用RTK获取基点的位置坐标；
相对定位单元230，配置用于利用全站仪采集基点与目标点的相对位置信息，所述目标点的RTK无固定解；
坐标计算单元240，配置用于根据基点位置坐标和所述相对位置信息计算所述目标点的位置坐标。
基于上述实施例，作为优选的实施例，所述相对定位单元包括：
置零设置模块，配置用于在目标点将全站仪瞄准基点参照物且将全站仪的后视方位置零；
参数获取模块，配置用于获取全站仪采集的目标点与基点的距离参数和角度参数。
基于上述实施例，作为优选的实施例，所述系统还包括：
高度录入单元，配置用于录入基点参照物高度；
三维定位单元，配置用于根据基点参照物高度、基点位置坐标和所述相对位置信息计算所述目标点的三维位置坐标。
基于上述实施例，作为优选的实施例，所述系统还包括：
基点设置单元，配置用于设置多个基点并利用RTK分别采集多个基点的位置坐标；
图像采集单元，配置用于分别在多个基点采集环境图像信息；
图像提取单元，配置用于提取所述环境图像信息中目标点与基点的图像距离；
图像计算单元，配置用于根据所述图像距离和相应基点坐标计算目标点坐标；；
坐标校对单元，配置用于利用所述目标点坐标对所述目标点的位置坐标进行校对。
图3为本发明实施例提供的一种终端系统300的结构示意图，该终端系统300可以用于执行本发明实施例提供的复杂环境下的定位数据采集方法。
其中，该终端系统300可以包括：处理器310、存储器320及通信单元330。这些组件通过一条或多条总线进行通信，本领域技术人员可以理解，图中示出的服务器的结构并不构成对本发明的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
其中，该存储器320可以用于存储处理器310的执行指令，存储器320可以由任何类型的易失性或非易失性存储终端或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。当存储器320中的执行指令由处理器310执行时，使得终端300能够执行以下上述方法实施例中的部分或全部步骤。
处理器310为存储终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器320内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，以执行电子终端的各种功能和/或处理数据。所述处理器可以由集成电路(Integrated Circuit，简称IC)组成，例如可以由单颗封装的IC所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装IC而组成。举例来说，处理器310可以仅包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)。在本发明实施方式中，CPU可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。
通信单元330，用于建立通信信道，从而使所述存储终端可以与其它终端进行通信。接收其他终端发送的用户数据或者向其他终端发送用户数据。
本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。
因此，本发明通过将RTK技术与全站仪结合对复杂环境提供定位服务，同时利用影像采集系统进行结果校对，提高定位信息准确性，避免了全站仪、影像采集系统容易受到地形、植被覆盖等诸多因素的影响和RTK采集中卫星接收和外界干扰的问题，利用RTK效率高、精度好、误差不积累、数据处理快等优势，随时为全站仪设置测站，克服全站仪的不足，同时用全站仪、影像采集系统的优势来弥补RTK的劣势，互补优缺，简化采集流程，大大提高了作业效率。将三者有机结合，充分发挥各自优点，对加快工程进度，具有很大的实际意义，本实施例所能达到的技术效果可以参见上文中的描述，此处不再赘述。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中如U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，包括若干指令用以使得一台计算机终端(可以是个人计算机，服务器，或者第二终端、网络终端等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种复杂环境下的定位数据采集方法，其特征在于，包括：
校验并确认RTK在基点得到固定解；
利用RTK获取基点的位置坐标；
利用全站仪采集基点与目标点的相对位置信息，所述目标点的RTK无固定解；
根据基点位置坐标和所述相对位置信息计算所述目标点的位置坐标。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用全站仪采集基点与目标点的相对位置信息，包括：
在目标点将全站仪瞄准基点参照物且将全站仪的后视方位置零；
获取全站仪采集的目标点与基点的距离参数和角度参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
录入基点参照物高度；
根据基点参照物高度、基点位置坐标和所述相对位置信息计算所述目标点的三维位置坐标。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
设置多个基点并利用RTK分别采集多个基点的位置坐标；
分别在多个基点采集环境图像信息；
提取所述环境图像信息中目标点与基点的图像距离；
根据所述图像距离和相应基点坐标计算目标点坐标；；
利用所述目标点坐标对所述目标点的位置坐标进行校对。
5.一种复杂环境下的定位数据采集系统，其特征在于，包括：
信号校验单元，配置用于校验并确认RTK在基点得到固定解；
基点定位单元，配置用于利用RTK获取基点的位置坐标；
相对定位单元，配置用于利用全站仪采集基点与目标点的相对位置信息，所述目标点的RTK无固定解；
坐标计算单元，配置用于根据基点位置坐标和所述相对位置信息计算所述目标点的位置坐标。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述相对定位单元包括：
置零设置模块，配置用于在目标点将全站仪瞄准基点参照物且将全站仪的后视方位置零；
参数获取模块，配置用于获取全站仪采集的目标点与基点的距离参数和角度参数。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
高度录入单元，配置用于录入基点参照物高度；
三维定位单元，配置用于根据基点参照物高度、基点位置坐标和所述相对位置信息计算所述目标点的三维位置坐标。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
基点设置单元，配置用于设置多个基点并利用RTK分别采集多个基点的位置坐标；
图像采集单元，配置用于分别在多个基点采集环境图像信息；
图像提取单元，配置用于提取所述环境图像信息中目标点与基点的图像距离；
图像计算单元，配置用于根据所述图像距离和相应基点坐标计算目标点坐标；；
坐标校对单元，配置用于利用所述目标点坐标对所述目标点的位置坐标进行校对。
9.一种终端，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器的执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行权利要求1-4任一项所述的方法。
10.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。
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