CN203422089U - 卫星定位测量对中杆倾斜改正装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可提高定位测量精度和工作效率的卫星定位测量对中杆倾斜改正装置，设有柱形壳体（1），在柱形壳体（1）顶端设有卫星定位仪接口（6），在所述壳体（1）内设有三维罗盘（2），三维罗盘（2）的竖向轴与柱形壳体（2）的轴线方向一致，三维罗盘（2）两个水平方向轴确定的平面与壳体（1）的基准平面平行，在柱形壳体（1）外侧表面设有指北方向线（7），三维罗盘（2）的水平指北方向轴固定指向指北方向线（7），卫星定位仪接口（6）和三维罗盘（2）与数据处理器（3）相接，数据处理器（3）与显控单元（4）相接，显控单元（4）分别与三维罗盘（2）、报警装置（5）和卫星定位仪接口（6）相接。

Description

卫星定位测量对中杆倾斜改正装置

技术领域

本实用新型涉及一种卫星定位测量辅助装置，尤其是一种可提高定位测量精度和工作效率的卫星定位测量对中杆倾斜改正装置。

背景技术

目前，利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统（Continuous Operational Reference System，缩写为CORS）已成为城市卫星定位应用的发展热点，CORS的建立和应用有力地推动了城市数字化、信息化的建设。按照应用的精度不同，CORS系统的用户可以分为测绘与工程用户（厘米、分米级）、车辆导航与定位用户（米级）、高精度用户（事后处理）及气象用户等几类。作为直接的高精度应用领域，CORS彻底改变了传统大地测量及工程测量的作业方式，如传统的三角网、边角网测量方法逐渐被卫星定位测边网取代，传统的经纬仪、平板仪、全站仪、测距仪也逐渐被卫星定位仪取代。为了保证接收卫星信号，卫星定位仪通常不能直接放在地面测量标志点上，而是将卫星定位仪安置在一个长度2-5米的测量对中杆的顶端，测量时需将对中杆直立在地面测量标志点上并保持垂直状态才可获得正确的地面测量标志点的位置坐标值，因此，需要测量人员随时观察水准器的气泡是否居中来调整标杆，使标杆处于垂直状态，既标杆对中。但是，在实际工作中，由于水准器分辨率、灵敏度以及人工观测经验等原因，即便测量人员随时观察水准器的气泡，也不能保证对中杆始终处于绝对垂直状态，总会存在偏差；如果是在大风等恶劣天气或在悬崖峭壁等复杂地形环境下，测量人员则难以保证在安全的同时使对中杆相对垂直。现有标杆对中的测量方法不仅费时费力降低了工作效率，而且不可避免的偏差直接影响测量精度。

发明内容

本实用新型是为了解决现有技术所存在的上述问题，提供一种可提高定位测量精度和工作效率的卫星定位测量对中杆倾斜改正装置。

本实用新型的技术解决方案是：一种卫星定位测量对中杆倾斜改正装置，设有柱形壳体，在柱形壳体顶端设有卫星定位仪接口，在所述壳体内设有三维罗盘，三维罗盘的竖向轴与柱形壳体的轴线方向一致，三维罗盘两个水平方向轴确定的平面与壳体的基准平面平行，在柱形壳体外侧表面设有指北方向线，三维罗盘的水平指北方向轴固定指向指北方向线，卫星定位仪接口和三维罗盘与数据处理器相接，数据处理器与显控单元相接，显控单元分别与三维罗盘、报警装置和卫星定位仪接口相接。

所述柱形壳体上有用于连接且保证对中杆轴线与柱形壳体的轴线方向一致的固定装置。

本实用新型可对测量对中杆的垂直状态进行实时监测，并在允许倾斜的范围内，对地面测量点的卫星定位数据自动进行倾斜改正；当测量对中杆在测量过程中倾斜超出设定范围时，自动报警提示测量人员及时将测量对中杆调整至允许的状态。克服了现有技术因必需保证标杆对中而存在的效率低下以及对中杆偏差影响测量精度的问题，可有效提高测量精度和工作效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图2是本实用新型实施例1的工作示意图。

图3是本实用新型实施例1的工作原理框图。

图4是本实用新型实施例1的倾斜改正坐标示意图。

图5是本实用新型实施例2的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示：有用ABS或合金等制成的柱形壳体1，柱形壳体1内固定有三维罗盘2，三维罗盘2采用BCM260B高精度三维电子罗盘，三维罗盘2的竖向轴与柱形壳体1的轴线方向一致，三维罗盘2的两个水平方向轴确定的平面与柱形壳体1的基准平面平行，在柱形壳体1外侧表面设有指北方向线7，三维罗盘的水平指北方向轴固定指向指北方向线7，三维罗盘2的输出与数据处理器3相接，数据处理器3采用ATMEL的单片机ST89C52。在壳体1侧面板设有显控单元4，显控单元4采用北京迪文科技有限公司带电阻触摸屏的5.0寸DGUS屏DMT 80480T050_18WT，显控单元4与数据处理器3之间采用UART接口相连接，在壳体1侧面板设有报警装置5，报警装置5由采用蜂鸣器和发光二极管实现声光指示报警，报警装置5与显控单元4相连接。壳体顶端设有卫星定位仪接口6，显控单元4与卫星定位仪接口6相接。柱形壳体1可以与对中杆一体结构，也可以如图1所示，在柱形壳体1底端设有用于连接且保证对中杆轴线与柱形壳体的轴线方向一致的固定装置8。固定装置8为螺纹管，可与测量对中杆螺纹连接相接。

实施例1的工作过程如图2、图3所示：

（1）如图2所示，将实施例1的固定装置8与测量测量对中杆（或测量标尺）9的顶端螺纹连接，即将实施例1固定在测量对中杆（或测量标尺）9的顶端，再通过卫星定位仪接口6将卫星定位仪20固定连接在壳体1的顶端。

（2）根据卫星定位测量的精度要求（例如厘米、分米、米级），通过显控单元4设定报警阈值（即可进行倾斜改正的最大范围）和报警方式；

（3）如图3所示：测量员将测量对中杆（或测量标尺）9竖立于地面测量点P上，使柱形壳体1外表面的指北方向线7大致指向正北方，显控并使卫星定位仪20和实施例1进入工作状态。卫星定位仪20实时测量其位置坐标值，三维罗盘2实时检测出方位偏向角、横滚角和俯仰角，卫星定位仪20与三维罗盘2输出至数据处理器，由数据处理器作测量对中杆倾斜阈值判断。当测量对中杆偏离垂直状态较小、未超过设定的报警阈值时，利用方位角、横滚角和俯仰角对卫星定位仪的定位数据进行倾斜改正，并将倾斜改正后的定位数据作为地面测量点的位置数据；而当测量对中杆偏离垂直状态较大、达到报警条件（即超出可进行倾斜改正的最大范围）时即进行声光报警，此时放弃卫星定位仪的定位数据、放弃进行倾斜改正，并提示测量人员调整测量对中杆（或测量标尺），使其处于允许范围内的状态，再次进入测量。

其中，地面测量点卫星定位数据的倾斜改正原理如图4所示：图4中： 

L 为测量对中杆的长度；

 为三维罗盘测出的相对于指北方向（即x轴方向）的横滚（ROLL）角，面向指北方向、逆时针转动为正，顺时针转动为负；

  为三维罗盘测出的相对于指北方向（即x轴方向）的俯仰（PITCH）角，前俯转动为正；后仰转动为负；

  为三维罗盘测出的真北方向相对于指北方向（即x轴方向）的方位偏向（HEADING）角，向右转动为正；向左转动为负；

按照下式可计算出地面测量点的高斯投影纵、横坐标值及高程值，即对卫星定位仪通过CORS直接获得的高斯投影纵、横坐标值及高程值进行倾斜改正。

式中：      

X 、Y及Z分别为地面测量点的高斯投影纵、横坐标值及高程值；

y、x 及z分别为卫星定位仪通过CORS直接获得的高斯投影纵、横坐标值及高程值；L 、

 、

及

的定义如图4。

实施例2：

如图5所示：基本结构如实施例1，与实施例1所不同的是：所述壳体1为方形，侧面设有夹套10，夹套10的轴线与壳体1的轴线相平行，通过夹套10可将壳体1方便地固定于测量对中杆（或测量标尺）9的适当位置时。数据处理器3采用ARM处理器；显控单元4的显示屏采用群创AT050TN22液晶屏，显控单元4的输入部件采用电容触摸屏和按键组合。测量对中杆长度可伸缩，并标有高度刻划11。

实施例2的工作过程与实施例1基本相同，不同之处是：通过夹套10可将壳体1方便地固定于测量对中杆9的适当位置，显控单元4的输入设置既可以通过触摸屏完成，也可以通过按键实现。

Claims (2)

1.一种卫星定位测量对中杆倾斜改正装置，设有柱形壳体（1），在柱形壳体（1）顶端设有卫星定位仪接口（6），其特征在于：在所述壳体（1）内设有三维罗盘（2），三维罗盘（2）的竖向轴与柱形壳体（2）的轴线方向一致，三维罗盘（2）两个水平方向轴确定的平面与壳体（1）的基准平面平行，在柱形壳体（1）外侧表面设有指北方向线（7），三维罗盘（2）的水平指北方向轴固定指向指北方向线（7），卫星定位仪接口（6）和三维罗盘（2）与数据处理器（3）相接，数据处理器（3）与显控单元（4）相接，显控单元（4）分别与三维罗盘（2）、报警装置（5）和卫星定位仪接口（6）相接。

2.根据权利要求1所述的卫星定位测量对中杆倾斜改正装置，其特征在于：所述柱形壳体（1）上有用于连接且保证对中杆轴线与柱形壳体（2）的轴线方向一致的固定装置（8）。

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