CN213986842U

CN213986842U - 一种标靶

Info

Publication number: CN213986842U
Application number: CN202023128874.5U
Authority: CN
Inventors: 张瑞; 詹君玉; 谢凌霄; 李松; 向卫; 符茵; 刘国祥
Original assignee: Southwest Jiaotong University
Current assignee: Southwest Jiaotong University
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2021-08-17
Anticipated expiration: 2030-12-23

Abstract

本实用新型公开了一种标靶，涉及雷达和GPS测量领域，包括支架、安装基座、GNSS接收机和反射球组件，反射球组件用于地基激光雷达的定向与配准，GNSS接收机和反射球组件均可拆卸安装在安装基座上，安装基座可拆卸安装在支架上，安装基座上设置有圆气泡，GNSS接收机和反射球组件；通过在安装基座上可拆卸安装反射球组件和GNSS接收机，且GNSS接收机、反射球组件和安装基座在同一铅锤线上，既可以辅助地基激光雷达单站测量时进行绝对定位，又可以充当地基激光雷达进行多站配准的反射标靶，对数据采集的精度有一定的保证，能使仪器的性能发挥到最大，该标靶十分适合山区作业，能够在复杂地形中达到像控点的精确性布设要求。

Description

一种标靶

技术领域

本实用新型涉及雷达和GPS测量领域，尤其涉及一种标靶。

背景技术

激光雷达LiDAR(Light DetectionAnd Ranging)是近年来国际上发展十分迅速的主动遥感技术，它通过传感器所发出的激光来测定传感器与目标物之间的距离、探测目标的位置、速度等特征，具有与被动光学遥感不同的成像机理，对植被空间结构和地形的探测能力很强。应用在地面平台上的激光雷达称之为地基激光雷达(Terrestrial LaserScanning,TLS)，它能生成高质量的点云，同时具有自动化处理数据的潜力，提供了从单株树到一个研究区水平的高确性的空间数据，并且它的出现为我们提供了一种非破坏性的高分辨率冠层三维测量手段，可以弥补现有观测手段的不足，为实现单木几何结构参数的自动获取和重建三维真实结构森林场景提供了可能，丰富了森林资源监测手段和林业科学研究的数据信息。在人类很难进入的高山和自然灾害频繁发生的危险环境地区它能够充分有效地发挥它的扫描测量作用。

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)是一个能在地球表面或近地空间的任何地点为适当装备的用户提供24h的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电定位系统，它一般由空间卫星星座、地面控制系统以及用户部分组成。目前，全球卫星导航系统国际委员会(ICG)公布的全球4大卫星导航系统供应商，包括美国的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)、俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)、欧洲伽利略(Galileo)以及我国的北斗系统(BeiDouNavigation Satellite System,BDS)。通过GNSS系统来获取地面点的坐标数据相较传统测量方式存在着诸多的显著优势，主要体现在如下几点：首先，由于GNSS卫星数目比较多且其空间分布以及运行周期都经过精心设计，在地球上任何地点、任何时间都能至少观测到4颗卫星来实现全球范围内的全天候连续三维定位；其次，定位精度高，利用GNSS系统可以得到动态目标的高精度的坐标、速度和时间信息；另外，使用GNSS系统进行测量时，测站间无需通视，相较于传统测量方式要求测站间具有良好的通视条件，GNSS系统具有显著的优势；最后，随着GNSS接收机的不断改进，自动化程度得到很大的提升，使用GNSS进行测量能大大减轻测量人员的工作强度并提高工作效率。

由于地基激光雷达(TLS)能够产生大量的高精度3D点云数据，同时具有自动化处理数据的潜力，使其成为林业调查的一个有效工具。近年来国内外研究人员开始探索基于TLS数据的森林结构参数提取方法，主要有以下几个方面：1单木树干属性，TLS在森林调查中应用最多的是单木树干属性的提取，包括树干位置、胸径、树高和立木材积；2单木重建，单木重建包括树干、主枝、枝条拓扑结构及树叶重建和树冠外轮廓重建，现有研究中一般采用圆柱拟合重建树干和主枝，通过凸包算法重建树冠轮廓；3LAI与孔隙度，由于TLS点云数据密度大，数据的空间分辨率高，能有效反映树冠枝叶在不同层次的分布情况；4生物量，TLS在估测单木结构参数上具有很大潜力，胸径、树高、冠幅、单木体积等是估测单木生物量的重要参数，应用树木异速生长方程TLS能较精确地估测单木生物量。

尽管TLS在森林调查应用上有着诸多显著优势，但仍不可避免地存在一些不足。与其他传感器相比，TLS的工作范围十分有限，尽管这种传感器的理论工作范围已经达几百米，但由于地物的遮挡，使得其实际工作范围一般小于50m。尤其在森林中，上层树冠往往因为下层树干和枝叶的遮挡而不能被探测。著名学者Litkey评估了单站TLS扫描识别树木的能力，并指出离扫描站点越远树干越不容易识别，在60m范围内可以探测85％的单木，而且森林复杂程度对树木的探测影响很大。实践表明，在样地尺度内，多站拼接比单站扫描具有更高的提取精度，更加接近样地实测结果，因此在实际的作业中，多站拼接往往是首选方法。

实际作业中，地基激光雷达在森林等区域进行作业时，由于周边环境纹理特征不明显，现有已知数据可能不足，其定向及配准难以实现，并且在测量结束后进行数据处理时难以与GNSS采集的数据进行配准。所以需要在地面布设像控点，以便地基激光雷达所测得的点云数据与GNSS数据进行配准，鉴于此，提出一种地基激光雷达和GNSS测量两用配准点标靶。既可作为GNSS测量的标靶也可作为地基激光雷达的配准标靶。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题设计了一种标靶。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种标靶，用于地基激光雷达和GNSS测量，包括支架、安装基座、GNSS接收机和反射球组件，反射球组件用于地基激光雷达的定向与配准，GNSS接收机和反射球组件均可拆卸安装在安装基座上，安装基座可拆卸安装在支架上，安装基座上设置有用于调平的圆气泡，GNSS接收机和反射球组件，安装完成后，GNSS接收机、反射球组件和安装基座在同一铅锤线上。

进一步地，反射球组件包括至少两个反射球和安装板，安装板的中心轴线与GNSS接收机的中心轴线在同一直线上，安装板与GNSS接收机固定连接，多个反射球以安装板的中心轴线为圆心环形阵列固定在安装板上。

本实用新型的有益效果在于：通过在安装基座上可拆卸安装反射球组件和GNSS接收机，且GNSS接收机、反射球组件和安装基座在同一铅锤线上，既可以辅助地基激光雷达单站测量时进行绝对定位，又可以充当地基激光雷达进行多站配准的反射标靶，对数据采集的精度有一定的保证，能使仪器的性能发挥到最大，该标靶十分适合山区作业，能够在复杂地形中达到像控点的精确性布设要求。

附图说明

图1是本实用新型一种标靶的结构示意图；

图2是本实用新型反射球组件的主视图；

图3是本实用新型反射球组件的侧视图；

图4是本实用新型反射球组件的俯视图；

其中相应的附图标记为：

1-支架，2-安装基座，3-GNSS接收机，4-安装板，5-反射球。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

如图1、图2、图3、图4所示，一种标靶，用于地基激光雷达和GNSS测量，包括支架1、安装基座2、GNSS接收机3和反射球组件，反射球组件用于地基激光雷达的定向与配准，GNSS接收机3和反射球组件均可拆卸安装在安装基座2上，安装基座2可拆卸安装在支架1上，安装基座2上设置有用于调平的圆气泡，GNSS接收机3和反射球组件，安装完成后，GNSS接收机3、反射球组件和安装基座2在同一铅锤线上，支架1为三脚架。

如图1、图2、图3、图4所示，反射球组件包括至少两个反射球5和安装板4，安装板4的中心轴线与GNSS接收机3的中心轴线在同一直线上，安装板4与GNSS接收机3固定连接，多个反射球5以安装板4的中心轴线为圆心环形阵列固定在安装板4上。

本实用新型一种标靶的工作原理如下：

本实施例中的反射球5为两个，两个反射球5球心的投影与GNSS接收机3中心的投影处于安装板4的中心轴线上，并且两个反射球5关于GNSS接收机3的中心轴线对称。

需要使用该标靶时，确定控制点位置，架设三脚架并安装基座2，根据基座上的圆气泡进行初次调平并利用对中装置进行铅垂方向的对中，且将反射球组件和GNSS接收机3固定连接，然后利用基座连接装置安装反射球组件和GNSS接收机3，安装完成过后再次进行对中整平调整，便可以开始进行测量了，在测量完成之后按照安装步骤进行逆序拆解既可。

通过在安装基座2上可拆卸安装反射球组件和GNSS接收机3，且GNSS接收机3、反射球组件和安装基座2在同一铅锤线上，既可以辅助地基激光雷达单站测量时进行绝对定位，又可以充当地基激光雷达进行多站配准的反射标靶，对数据采集的精度有一定的保证，能使仪器的性能发挥到最大，该标靶十分适合山区作业，能够在复杂地形中达到像控点的精确性布设要求。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种标靶，用于地基激光雷达和GNSS测量，其特征在于：包括支架、安装基座、GNSS接收机和反射球组件，反射球组件用于地基激光雷达的定向与配准，GNSS接收机和反射球组件均可拆卸安装在安装基座上，安装基座可拆卸安装在支架上，安装基座上设置有用于调平的圆气泡，GNSS接收机和反射球组件，安装完成后，GNSS接收机、反射球组件和安装基座在同一铅锤线上。

2.根据权利要求1所述的一种标靶，其特征在于：反射球组件包括至少两个反射球和安装板，安装板的中心轴线与GNSS接收机的中心轴线在同一直线上，安装板与GNSS接收机固定连接，多个反射球以安装板的中心轴线为圆心环形阵列固定在安装板上。