CN209608692U - 一种便携式差分定位导航工程勘测手机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于GNSS卫星定位测量技术领域，尤其涉及一种便携式差分定位导航工程勘测手机。本实用新型通过主板和机身侧面分别开有接口的手机本体、连接在手机本体内的内置网络RTK差分定位模块、通过手机本体机身侧面接口与手机本体主板上的接口连接的外置GNSS扼流圈天线和与外置GNSS扼流圈天线连接的精密对中支架有机设置，使本实用新型便携、轻巧。本实用新型实现了工程平面坐标下的精密测绘。本实用新型的操作人员，无需测绘专业背景即可快速、简便地实现工程勘测多项基本测绘定位需求。

Description

一种便携式差分定位导航工程勘测手机

技术领域

本实用新型属于GNSS卫星定位测量技术领域，尤其涉及一种便携式差分定位导航工程勘测手机。

背景技术

传统测量型GNSS-RTK定位设备，在工程勘测领域往往采用数万元昂贵的专业测量型GNSS接收机和配套软硬件，且装配繁琐、设备笨重，不便随身观测定位。对于定位精度较弱(定位精度不高于0.1米)的工程勘测场景，使用较为不便。同时对用户有一定的技术门槛，往往只能被经过专业培训的测绘人员掌握。现阶段，人人随身携带的普通智能手机GNSS模块为单点定位精度，平面和高程定位精度往往在5-10米左右，该精度无法满足大多数工程勘测场景，因此无法代替传统测量型GNSS-RTK定位手段，且坐标系统无法在工程平面坐标系下进行精密测绘。

实用新型内容

本实用新型提供了一种便携式差分定位导航工程勘测手机，目的之一在于提供一种定位精度高、便携轻巧的定位导航工程勘测手机；目的之二在于提供一种用无需测绘专业背景即可快速、简便的定位导航工程勘测手机。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种便携式差分定位导航工程勘测手机，包括：

手机本体，手机本体的主板和机身侧面分别开有接口，手机本体内连接有手机内置GNSS天线；

内置网络RTK差分定位模块，连接在手机本体内与手机本体的主板连接；

地面网络RTK服务器，地面网络RTK服务器与手机本体的内置GNSS天线电信号连接。

还包括外置GNSS扼流圈天线，外置GNSS扼流圈天线通过手机本体机身侧面接口、手机本体主板上的接口与手机本体的GNSS接口连接。

所述的外置GNSS扼流圈天线包括GNSS扼流圈天线和信号馈线，信号馈线的一端与手机本体连接，信号馈线的另一端与GNSS扼流圈天线连接。

还包括精密对中支架；所述的精密对中支架的顶端与外置GNSS扼流圈天线连接。

所述的精密对中支架包括手机支架、连接杆、水准器和对中杆；所述的手机支架连接在连接杆一端的端头，连接杆的另一端连接在对中杆的上部，所述的水准器连接在连接杆上，对中杆的顶部与外置GNSS扼流圈天线连接。

所述的手机支架是蝴蝶羽翼之间尺寸可变的“蝴蝶形”阻尼支架。

所述的连接杆为单轴螺旋杆，所述的手机支架与单轴螺旋杆螺旋连接。

所述的对中杆是可伸缩套杆；所述的水准器是圆形水准器。

所述的内置网络RTK差分定位模块至少包括：差分数据存储器单元、差分解算芯片单元、RTCM差分电文协议单元、数据链调制解调器单元和测量APP单元；所述的差分数据存储器单元的接收端与内置GNSS天线电信号连接，差分数据存储器单元的输出端、RTCM差分电文协议单元和数据链调制解调器单元分别与地面网络RTK服务器电信号连接；所述的测量APP单元分别与差分解算芯片单元和手机本体中主板的运算模块电信号连接。

有益效果：本实用新型通过主板和机身侧面分别开有接口的手机本体、连接在手机本体内的内置网络RTK差分定位模块、通过手机本体机身侧面接口与手机本体主板上的接口连接的外置GNSS扼流圈天线和与外置GNSS扼流圈天线连接的精密对中支架有机设置，使本实用新型便携、轻巧。本实用新型实现了工程平面坐标下的精密测绘。本实用新型的操作人员，无需测绘专业背景即可快速、简便地实现工程勘测多项基本测绘定位需求。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型精密对中支架结构示意图；

图3是本实用新型内置网络RTK差分定位模块工作原理示意图。

图中：1-手机本体；2-手机内置GNSS天线；3-信号馈线；4-外置GNSS扼流圈天线；5-精密对中支架；6-手机支架；7-连接杆；8-水准器；9-对中杆；10-内置网络RTK差分定位模块；11-地面网络RTK服务器；12-移动网络通信。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

根据图1-3所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，包括：

手机本体1，手机本体1的主板和机身侧面分别开有接口，手机本体1内连接有手机内置GNSS天线2；

内置网络RTK差分定位模块10，连接在手机本体1内与手机本体1的主板连接；

地面网络RTK服务器11，地面网络RTK服务器11与手机本体1的内置GNSS天线2电信号连接。

手机本体1采用的是操作系统为IOS或Android，硬件设备必须包含内置GNSS导航模块2和移动网络通信12功能(2G、3G、4G、5G及以上版本)的智能手机，充分利用智能手机的APP应用功能、地图显示功能、移动网络功能、内置定位导航功能、数据运算和影像处理功能。智能手机的硬件配置与计算能力优于专业RTK测量手薄，地图影像显示效果更佳，同时移动网络通讯功能和内置定位导航功能集成为一体，设备更加精简便携。采用智能手机对于APP更新下载安装和后期升级更加便捷。

在实际使用时，手机内置GNSS天线2或外置GNSS扼流圈天线4接收到卫星定位信号后输入内置网络RTK差分定位模块10，内置网络RTK差分定位模块10用于存储、与地面网络RTK服务器11通信交换、差分解算和测量APP成果输出。本实用新型的定位精度高、便捷轻巧，实际操作人员无需具备测绘专业背景即可快速、简便的操作，实现定位导航工程勘测。本技术方案仅借助手机内置GNSS定位模块和差分信号接入，实现了亚米级的定位服务。

实施例二：

根据图1所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，与实施例一的不同之处在于：还包括外置GNSS扼流圈天线，外置GNSS扼流圈天线通过手机本体1机身侧面接口、手机本体1主板上的接口与手机本体1的GNSS接口连接。

在实际使用时，本实用新型的技术方案，借助外置GNSS扼流圈天线，将定位精度提升到厘米级。

实施例三：

根据图1所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，与实施例二的不同之处在于：所述的外置GNSS扼流圈天线包括GNSS扼流圈天线4和信号馈线3，信号馈线3的一端与手机本体1连接，信号馈线3的另一端与GNSS扼流圈天线4连接。

在实际使用时，本实用新型的技术方案，较好的实现了测量和定位的功能。

实施例四：

根据图1所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，与实施例一的不同之处在于：还包括精密对中支架5；所述的精密对中支架5的顶端与外置GNSS扼流圈天线连接。

在实际使用时，采用本技术方案，使得本实用新型的勘测更加方便且精确。

实施例五：

根据图1所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，与实施例四的不同之处在于：所述的精密对中支架5包括手机支架6、连接杆7、水准器8和对中杆9；所述的手机支架6连接在连接杆7一端的端头，连接杆7的另一端连接在对中杆9的上部，所述的水准器8连接在连接杆7上，对中杆9的顶部与外置GNSS扼流圈天线连接。

在实际使用时，对中杆9实现了与专业测量型RTK设备同等效果的精密对中效果，使得定位结果优于0.1米，同时硬件更加轻便。

实施例六：

根据图1所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，与实施例五的不同之处在于：所述的手机支架6是蝴蝶羽翼之间尺寸可变的“蝴蝶形”阻尼支架。

在实际使用时，能够将手机本体稳固的夹持在蝴蝶羽翼之间，使得手机不易改变位置，保证测量更加精确。“蝴蝶形”阻尼支架适用于各种型号的手机本体。

实施例七：

根据图2所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，与实施例五的不同之处在于：所述的连接杆7为单轴螺旋杆，所述的手机支架6与单轴螺旋杆螺旋连接。

在实际使用时，连接杆7为单轴螺旋杆，手机支架6与单轴螺旋杆螺旋连接的技术方案，使得手机本体方便的进行3600的旋转，使得测量的结果更加的精确。

实施例八：

根据图2所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，与实施例五的不同之处在于：所述的对中杆9是可伸缩套杆；所述的水准器8是圆形水准器。

在实际使用时，本实施例中的对中杆9为1米-2米的可伸缩套杆，顶部有螺丝与外置天线连接，方便的将手机本体进行不同高度测量的需求，一定程度上扩大了本实用新型的使用范围。水准器用来判定对中杆是否竖直，水准器8采用圆形水准器的技术方案，确保了对中杆9处于竖直方向，从而确保计算的定位结果的准确性。

实施例九：

根据图2所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，与实施例一的不同之处在于：所述的内置网络RTK差分定位模块10至少包括：差分数据存储器单元、差分解算芯片单元、RTCM差分电文协议单元、数据链调制解调器单元和测量APP单元；所述的差分数据存储器单元的接收端与内置GNSS天线2电信号连接，差分数据存储器单元的输出端、RTCM差分电文协议单元和数据链调制解调器单元分别与地面网络RTK服务器11电信号连接；所述的测量APP单元分别与差分解算芯片单元和手机本体1中主板的运算模块电信号连接。

在实际使用时，所述的差分数据存储器单元的接收端与内置GNSS天线电信号连接，用于实时坐标数据接收与存储，差分数据存储器单元的输出端、RTCM差分电文协议单元和数据链调制解调器单元分别与地面网络RTK服务器电信号连接，用于实时通讯来解算手机与地面网络RTK服务终端的位置，从而获取手机在工程坐标系下的坐标值；所述的测量APP单元分别与差分解算芯片单元和手机本体中主板的运算模块电信号连接，用于在手机屏幕中实时显示、测量与放样操作。

在实际使用时，内置网络RTK差分定位模块的用于存储、与地面网络RTK服务器11通信交换、差分解算和测量APP成果输出。RTCM差分电文协议单元和数据链调制解调器单元用于接收差分信号，差分数据存储器单元用于差分信号的存储，差分解算芯片单元用于把以上接收和存储的差分信号和实时坐标平差解算，测量APP单元用于创造可视化的工程坐标系进行专业的测量和放样操作。

在实际使用时，本实施例中的测量APP单元是将现有技术中的测量app单元安装在手机主机操作系统上。测量APP单元至少包括在线加载开源地图影像模块、工程管理模块、属性配置模块、差分信号设置模块、坐标转换与校正模块、测量与放样模块及点位导航模块；开源地图影像模块用于导航和测量放样目标的可视化实时显示，接收信号馈线3的位置信号，并在开源地图影像模块坐标系下绘制位置；工程管理模块用于测量工程的项目新建、修改、打开和删除，坐标文件的导出和导入；属性配置模块包括了坐标系统设置、仪器设置、网络设置、点位坐标库，该模块的修改均写入工程管理模块；差分信号设置模块用于设置千寻位置或CORS信号的IP、端口、用户名、密码、接入点，该模块的修改均写入工程管理模块。坐标转换与校正模块用于数据坐标转换计算和地方坐标的平移校正，该模块接收到的接收信号馈线3的实时坐标，通过与已知控制点计算差值，修改坐标偏移量均写入工程管理模块。测量与放样模块，接收信号馈线3的实时坐标，并基于属性配置模块的坐标转换关系实时解算工程地方坐标系下定位坐标，用于点位的采集存储和设计点位的实地放样；导航模块在开源地图影像模块中显示设备的实时位置和抵达目标点位的导航路径。

本实施例中的手机本体采用的是普通触摸屏智能手机，手机屏幕替代了传统专业测量型接收机手薄的作用，并借助现有技术的测量APP调用了手机的移动网络通信功能、开源地图影像和更强大的处理能力，无需额外配备手薄和额外的通信设备。测量APP单元使得多硬件集成度高、计算调用效率高、定位服务更加便捷。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。本实施例没有详细叙述的部件和单元及模块等属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (9)

1.一种便携式差分定位导航工程勘测手机，其特征在于，包括：

手机本体(1)，手机本体(1)的主板和机身侧面分别开有接口，手机本体(1)内连接有手机内置GNSS天线(2)；

内置网络RTK差分定位模块(10)，连接在手机本体(1)内与手机本体(1)的主板连接；

地面网络RTK服务器(11)，地面网络RTK服务器(11)与手机本体(1)的内置GNSS天线(2)电信号连接。

2.如权利要求1所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，其特征在于：还包括外置GNSS扼流圈天线，外置GNSS扼流圈天线通过手机本体(1)机身侧面接口、手机本体(1)主板上的接口与手机本体(1)的GNSS接口连接。

3.如权利要求2所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，其特征在于：所述的外置GNSS扼流圈天线包括GNSS扼流圈天线(4)和信号馈线(3)，信号馈线(3)的一端与手机本体(1)连接，信号馈线(3)的另一端与GNSS扼流圈天线(4)连接。

4.如权利要求1所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，其特征在于：还包括精密对中支架(5)；所述的精密对中支架(5)的顶端与外置GNSS扼流圈天线连接。

5.如权利要求4所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，其特征在于：所述的精密对中支架(5)包括手机支架(6)、连接杆(7)、水准器(8)和对中杆(9)；所述的手机支架(6)连接在连接杆(7)一端的端头，连接杆(7)的另一端连接在对中杆(9)的上部，所述的水准器(8)连接在连接杆(7)上，对中杆(9)的顶部与外置GNSS扼流圈天线连接。

6.如权利要求5所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，其特征在于：所述的手机支架(6)是蝴蝶羽翼之间尺寸可变的“蝴蝶形”阻尼支架。

7.如权利要求5所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，其特征在于：所述的连接杆(7)为单轴螺旋杆，所述的手机支架(6)与单轴螺旋杆螺旋连接。

8.如权利要求5所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，其特征在于：所述的对中杆(9)是可伸缩套杆；所述的水准器(8)是圆形水准器。

9.如权利要求1所述的一种便携式差分定位导航工程勘测手机，其特征在于：所述的内置网络RTK差分定位模块(10)至少包括：差分数据存储器单元、差分解算芯片单元、RTCM差分电文协议单元、数据链调制解调器单元和测量APP单元；所述的差分数据存储器单元的接收端与内置GNSS天线(2)电信号连接，差分数据存储器单元的输出端、RTCM差分电文协议单元和数据链调制解调器单元分别与地面网络RTK服务器(11)电信号连接；所述的测量APP单元分别与差分解算芯片单元和手机本体(1)中主板的运算模块电信号连接。