CN202471071U - 基于全站仪的半自动导航定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于全站仪的半自动导航定位系统，其主要技术特点是：包括船台设备和岸台设备，所述的船台包括定位测量主机、电子罗盘、全向反射棱镜组和无线通讯装置，该定位测量主机分别与电子罗盘和无线通讯装置相连接；所述的岸台设备由一台电子全站仪和无线通讯装置连接构成，该电子全站仪与全向反射棱镜组相互配合实现测距和测角功能，岸台上的无线通讯装置与船台上的无线通讯装置实现高速双向无线数据通讯功能。本实用新型设计合理，建立了不依赖于GPS卫星导航定位的自主区域导航定位模式，克服了人工对讲方式带来效率低、差错高的缺点，将其与测绘设备相结合，能够满足大比例尺水深测图的定位精度要求。

Description

基于全站仪的半自动导航定位系统

技术领域

本实用新型属于海洋测量导航定位技术领域，尤其是一种基于全站仪的半自动导航定位系统。

背景技术

在海洋作业过程中，船台上的GPS卫星导航定位功能具有重要作用。但是，在GPS等卫星导航定位技术手段受限或失效的条件下，如何实现对地理信息的采集、处理与专题数字产品的制作成为当前亟待突破的关键技术问题。基于全站仪的水深测量导航定位系统在GPS推广使用前曾在测绘作业单位进行过应用，但是其通过对讲机人工进行同步与通讯，其存在的问题是：工作效率低、容易出错等，难以满足自动化作业需求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种效率高、安全可靠并能够满足自动化作业需要的基于全站仪的半自动导航定位系统。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于全站仪的半自动导航定位系统，包括船台设备和岸台设备，所述的船台包括定位测量主机、电子罗盘、全向反射棱镜组和无线通讯装置，该定位测量主机分别与电子罗盘和无线通讯装置相连接；所述的岸台设备由一台电子全站仪和无线通讯装置连接构成，该电子全站仪与全向反射棱镜组相互配合实现测距和测角功能，岸台上的无线通讯装置与船台上的无线通讯装置实现高速双向无线数据通讯功能。

而且，所述的岸台上的无线通讯装置与船台上的无线通讯装置采用短波建立高速双向无线数据链，实现测量指令双向传输。

而且，所述的电子全站仪采用具有长距离测程和可编程的全站仪，可根据接收到的船台发出的测量指令自主启动观测。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型通过船台设备和岸台设备进行测角、测距和双向数据通讯，建立了不依赖于GPS的自主区域导航定位模式，克服了对现有GPS等卫星导航定位技术的依赖性，同时也克服了人工对讲方式进行同步与通讯带来效率低、差错高的缺点，满足了自动化作业需求。

2、本实用新型可以兼容并替代GPS定位仪，将其与现有的测绘设备相结合，能够满足大比例尺水深测图的定位精度要求，且作业效率与GPS定位仪相当，完全实现了自主导航定位功能。

附图说明

图1是本实用新型的系统连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详述：

一种基于全站仪的半自动导航定位系统，如图1所示，包括船台设备和岸台设备。所述的船台设备安装在作业船上，船台设备包括定位测量主机、电子罗盘、全向反射棱镜组和无线通讯装置，定位测量主机为计算机设备，该定位测量主机分别与电子罗盘和无线通讯装置相连接。所述的岸台设备安装在岸边已知的控制点上，岸台设备由一台电子全站仪和无线通讯装置连接构成，该电子全站仪应满足长距离测程和可编程的功能，在本实施例中，电子全站仪采用莱卡TDM5005电子全站仪，电子全站仪与船台上的全向反射棱镜组相互配合实现测距和测角功能，岸台上的无线通讯装置与船台上的无线通讯装置实现高速双向无线数据链的传输功能，无线通讯装置之间可以采用短波通讯方式建立高速双向无线数据链。电子全站仪按极坐标测量方式测量船台坐标，并通过高速双向无线数据链将船台指令、应答信号和测量坐标进行互传，定位测量主机内置软件通过滤波推估计算与数据接口转换，最终为相关测量系统提供标准化的导航信息。

本半自动导航定位系统系统的使用过程为：将船台设备安装在作业船上，将岸台设备架设于岸边已知的控制点上，人工操纵电子全站仪连续跟踪船台上的全向反射棱镜组，定位测量主机内置通过双向高速无线数据链定时向全站仪发送测量传输指令，电子全站仪成功测得距离、角度等定位信息后通过无线通讯装置传输至船台上的无线通讯装置，船台上的无线通讯装置将收到定位信息发送给定位测量主机，定位测量主机将其与罗盘数据组合滤波解算位置，实现定位功能。当船台距离岸边架设的全站仪较远或海上风浪较大时，由于照准船台反射棱镜较为困难，会导致有效定位时间间隔加长，根据测绘专业单位的作业经验，最长间隔一般不超过5秒，为保证每秒输出一组定位数据，则必须在假设短时间内船速保持不变的前提下，借助电子罗盘的航向信息，利用卡尔曼滤波推估算法推求船位。也就是说，当短时间无法获得有效定位数据时，优化后的航向，速度信息可以进行位置推算，该推算过程是可以连续进行的；当获得有效定位信息时，滤波器校正推算误差。

经实地测试，本系统定位准确、数据传输稳定，平均有效定位测点间隔1.3秒，实测点位定位精度优于1米，推算点位精度优于2米。当选用的25W无线数据链能够实现10Km范围的双向数据传输功能。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (3)

1.一种基于全站仪的半自动导航定位系统，其特征在于：包括船台设备和岸台设备，所述的船台包括定位测量主机、电子罗盘、全向反射棱镜组和无线通讯装置，该定位测量主机分别与电子罗盘和无线通讯装置相连接；所述的岸台设备由一台电子全站仪和无线通讯装置连接构成，该电子全站仪与全向反射棱镜组相互配合实现测距和测角功能，岸台上的无线通讯装置与船台上的无线通讯装置实现高速双向无线数据通讯功能。

2.根据权利要求1所述的基于全站仪的半自动导航定位系统，其特征在于：所述的岸台上的无线通讯装置与船台上的无线通讯装置采用短波建立高速双向无线数据链，实现测量指令双向传输。

3.根据权利要求1所述的基于全站仪的半自动导航定位系统，其特征在于：所述的电子全站仪采用具有长距离测程和可编程的全站仪，其根据接收到的船台发出的测量指令自主启动观测。

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