DE102005055986A1

DE102005055986A1 - Object point measuring device for use in e.g. motor cycle, has computer computing spatial coordinates of object point from run time differences of satellite navigation signals received by global positioning system receivers

Info

Publication number: DE102005055986A1
Application number: DE200510055986
Authority: DE
Inventors: Bernard Dolenga
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-11-24
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2025-11-25
Also published as: DE102005055986B4

Abstract

The device has a laser distance measuring device (14) for measuring the distance of an object point (10) along a measuring axis (18) by back-reflection of a radiation. Two global positioning system (GPS) receivers (34, 36) receive satellite navigation signals, where the receivers are arranged in fixed spatial relationship to the axis. A computer computes the spatial coordinates of the object point from run time differences of the received signals, from spatial coordinates of the receivers or from the spatial relationship of the receivers. An independent claim is also included for a method for spatial measurement of object points.

Description

Die Erfindung betrifft eine mobile Vorrichtung und ein Verfahren zur räumlichen Vermessung von Objektpunkten.The The invention relates to a mobile device and a method for spatial Measurement of object points.

Die räumliche Vermessung von Objektpunkten bildet die Grundlage für herkömmliche Planungsunterlagen, zur Beispiele für die Planung der Errichtung von Gebäuden oder dergleichen, sowie für Geoinformationssysteme (GIS), in denen die geografischen Koordinatendaten von Punkten, Linien oder Flächen, wie zum Beispiel von Gebäuden, Straßen, Brücken oder dergleichen als Datensätze gespeichert sind, so dass sie für ein Vielzahl von Anwendungen herangezogen werden können. Für ein dichtes und damit für noch weitere Anwendungen verwendbares Datennetz der in Zukunft eine große Rolle spielenden Geoinformationssysteme wird jedoch weit über die bislang bereits erhobenen Koordinatendaten hinaus eine riesige Anzahl von weiteren Koordinatendaten benötigt.The spatial Measurement of object points forms the basis for conventional Planning documents, examples of planning the construction of buildings or the like, as well as for Geographic Information Systems (GIS), in which the geographic coordinate data of points, lines or surfaces, such as buildings, Roads, bridges or like as records are saved, so they are for a variety of applications can be used. For a dense and for that even more applications usable data network in the future one size However, role-playing geographic information systems will go far beyond the So far already collected coordinate data out a huge number needed from further coordinate data.

Mobile Vorrichtungen sowie Verfahren zur dreidimensionalen oder räumlichen Vermessung von Objektpunkten sind bekannt. Zum Beispiel gestatten es trigonometrische Vermessungsverfahren, die Raumkoordinaten der zu vermessenden Objektpunkte ausgehend von Basispunkten mit bekannten Raumkoordinaten durch Winkel- und ggf. Höhenmessung zu ermitteln. Diese Verfahren sind jedoch verhältnismäßig zeitaufwendig, da sie keine direkte Erfassung der Raumkoordinaten ermöglichen, sondern deren Berechnung aus gemessenen Winkel- und ggf. Höhendaten erforderlich machen.mobile Devices and methods for three-dimensional or spatial Measurement of object points are known. For example, allow it trigonometric surveying, the spatial coordinates of the measuring object points starting from base points with known spatial coordinates by angle and if necessary height measurement to investigate. However, these methods are relatively time consuming because they have no Direct acquisition of the spatial coordinates allow, but their calculation from measured angle and possibly height data required.

In neuerer Zeit wurden diese Verfahren zum Beispiel dadurch vereinfacht, dass man die Raumkoordinaten der Basispunkte mit Hilfe eines GPS-Empfängers bestimmt, der an der Spitze einer über dem Basispunkt aufgestellten Stange befestigt ist, und dass man die Entfernungen der zu vermessenden Objektpunkte vom Basispunkt aus mit Hilfe eines Laserentfernungsmessers misst, der entlang der Stange höhenverstellbar ist, so dass es möglich ist, die Raumkoordinaten des Laserentfernungsmessers aus den Raumkoordinaten des GPS-Empfängers und der eingestellten Höhe zu ermitteln und bei der Berechnung der Raumkoordinaten der zu vermessenden Objektpunkte anhand einer kombinierten Winkel- und Entfernungsmessung zu Grunde zu legen. Ein solches Gerät zur Datenerfassung für Geoinformationssysteme wird zum Beispiel von der Firma Topcon unter der Bezeichnung LaserACE GIS-Pole angeboten und gestattet eine Erfassung der Koordinatendaten einer beliebigen Anzahl von Objektpunkten von einem festen Standpunkt aus. Um jedoch ein häufiges Umsetzen des Geräts zu vermeiden, muss vor jeder Vermessung ein geeigneter Standpunkt gefunden werden, an dem eine stabile Aufstellung des Geräts und eine ungehinderte Sicht auf die zu vermessenden Objektpunkte möglich ist.In For example, these procedures have been simplified by, for example, that one determines the spatial coordinates of the base points with the aid of a GPS receiver, the one at the top of a attached to the base point rod, and that one the distances of the object points to be measured from the base point out with the help of a laser rangefinder, which runs along the Rod height adjustable is so that it is possible the spatial coordinates of the laser rangefinder from the spatial coordinates of the GPS receiver and the set height to determine and in the calculation of the spatial coordinates of the measured Object points based on a combined angle and distance measurement to underlie. Such a device for data acquisition for geographic information systems is for example by the company Topcon under the name LaserACE GIS poles offered and allows a recording of the coordinate data any number of object points from a fixed point of view out. However, a frequent Implement the device To avoid this, a suitable position must be taken before each measurement be found on which a stable installation of the device and a unhindered view of the object points to be measured is possible.

Weiter ist aus dem Abstract der JP 20044125452 bereits ein Verfahren und ein System zur Topographiemessung bekannt, das einen dreidimensionalen Laserscanner und drei GPS-Antennen bzw. Empfänger umfasst, die als Bezugspunkte dienen und innerhalb des Abtastbereichs des Laserscanners angeordnet sind. Die vom Laserscanner aufgenommenen Messdaten von Objektpunkten werden dort basierend auf den Raumkoordinaten der drei GPS-Empfänger in Raumkoordinaten der Objektpunkte umgewandelt. Während der Abtastung der Objektpunkte darf jedoch der Laserscanner nicht bewegt werden, so dass das bekannte System ebenfalls eine stabile Aufstellung erforderlich macht.Next is from the abstract of JP 20044125452 already a method and a system for topography measurement is known, which comprises a three-dimensional laser scanner and three GPS antennas or receiver, which serve as reference points and are arranged within the scanning range of the laser scanner. The measurement data of object points recorded by the laser scanner are converted there into spatial coordinates of the object points based on the spatial coordinates of the three GPS receivers. During the scanning of the object points, however, the laser scanner must not be moved, so that the known system also requires a stable installation.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Erfassung von Raumkoordinaten beliebiger Objektpunkte mit einer tragbaren oder auf einem Fahrzeug montierbaren Vorrichtung zu ermöglichen, die zur Vermessung ohne eine feste Positionierung auskommt.outgoing This is the object of the invention, the detection of spatial coordinates of arbitrary object points with a portable or to enable vehicle-mountable device which manages to measure without a fixed positioning.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die mobile Vorrichtung ein Entfernungsmessgerät zur Messung der jeweiligen Entfernung von einem zu vermessenden Objektpunkt entlang einer Messachse durch Rückreflexion von zum Objektpunkt emittierter Strahlung sowie zwei in einer festen räumlichen Beziehung zur Messachse angeordnete GPS-Empfänger umfasst. Das Entfernungsmessgerät und die beiden GPS-Empfänger sind mit einem Rechner verbunden oder verbindbar, der aus der vom Entfernungsmessgerät gemessenen Entfernung zu einem zu vermessenden Objektpunkt, aus Laufzeitunterschieden der im Zeitpunkt der Entfernungsmessung von den beiden GPS-Empfängern empfangenen Satellitennavigationssignale oder aus diesen ermittelten Raumkoordinaten der beiden GPS-Empfänger, sowie aus der räumlichen Beziehung der beiden GPS-Empfänger zur Messachse die Raumkoordinaten des zu vermessenden Objektpunkts bestimmt.These Task is inventively characterized solved, that the mobile device is a distance measuring device for measurement the respective distance from an object point to be measured along a measuring axis by back reflection of emitted radiation to the object point and two in a fixed spatial Relative to the measuring axis arranged GPS receiver includes. The rangefinder and the two GPS receivers are connected to a computer or connectable, which is from the of Distance measuring Equipment measured distance to an object point to be measured, from transit time differences the one received at the time of the distance measurement from the two GPS receivers Satellite navigation signals or from these determined spatial coordinates the two GPS receivers, as well as from the spatial Relationship of the two GPS receivers to the measuring axis, the spatial coordinates of the object point to be measured certainly.

Die Berechnung der Raumkoordinaten des zu vermessenden Objektpunkts kann vereinfacht werden, wenn die beiden GPS-Empfänger gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung auf einer zur Messachse parallelen Geraden angeordnet sind und entlang der Achse definierte Abstände vom Entfernungsmessgerät aufweisen, da in diesem Fall ihre Raumkoordinaten vom Rechner berechnet werden können, und zwar aus den Laufzeitunterschieden der im Zeitpunkt der Entfernungsmessung von den GPS-Empfängern empfangenen Satellitennavigationssignale oder den aus diesen Laufzeitunterschieden berechneten Raumkoordinaten der beiden GPS-Empfänger, aus dem Abstand der Geraden von der Messachse, aus den jeweiligen Abständen der beiden GPS-Empfänger vom Entfernungsmessgerät und aus der vom Entfernungsmessgerät gemessenen Entfernung entlang der Messachse.The calculation of the spatial coordinates of the object point to be measured can be simplified if the two GPS receivers are arranged according to an advantageous embodiment of the invention on a straight line parallel to the measuring axis and along the axis defined distances from the distance measuring device, since in this case their space coordinates from the computer can be calculated from the transit time differences of the satellite navigation signals received at the time of the distance measurement by the GPS receivers or the space coordinates of the two GPS receivers calculated from these transit time differences, from the distance of the straight line from the measuring axis, the distances between the two GPS receivers from the distance measuring device and the distance measured along the measuring axis by the distance measuring device.

Eine noch weitere Vereinfachung der Berechnung ist möglich, wenn die beiden GPS-Empfänger gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung genau auf der Messachse angeordnet sind und entlang der Messachse definierte Abstände vom Entfernungsmessgerät aufweisen, weil in diesem Fall bei der Ermittlung der Raumkoordinaten der zu vermessenden Objektpunkte neben den Laufzeitunterschieden der im Zeitpunkt der Entfernungsmessung von den GPS-Empfängern empfangenen Satellitennavigationssignale oder den aus diesen Laufzeitunterschieden berechneten Raumkoordinaten der beiden GPS-Empfänger nur deren Abstände vom Entfernungsmessgerät und die von diesem letzteren gemessene Entfernung entlang der Messachse zu den Objektpunkten in die Berechnung einfließen muss.A even more simplification of the calculation is possible if the two GPS receivers according to a preferred embodiment of the invention exactly on the measuring axis are arranged and have defined distances from the distance measuring device along the measuring axis, because in this case, when determining the spatial coordinates of the measuring object points next to the runtime differences of the im Time of distance measurement received by the GPS receivers Satellite navigation signals or from these runtime differences calculated space coordinates of the two GPS receiver only their distances from Distance measuring Equipment and the distance along the measuring axis as measured by the latter must be included in the calculation for the object points.

Wegen seiner hohen Messgenauigkeit und wegen seiner großen Reichweite wird als Entfernungsmessgerät vorzugsweise ein Laserentfernungsmesser verwendet, wie es auf dem Gebiet des Vermessungswesens als Entfernungsmessgerät gebräuchlich ist. Bei derartigen Laserentfernungsmessern erfolgt die Bestimmung der Entfernung zum Objektpunkt aus der Laufzeit des emittierten Laserstrahls zum Objektpunkt und der Laufzeit des reflektierten Laserlichts zum Laserentfernungsmesser. Es können jedoch zum Beispiel auch Dauerstrichlaser verwendet werden, bei denen das Dauerstrichsignal amplitudenmoduliert und dann anhand eines Phasenvergleichs des emittierten und des empfangenen Laserlichts die Entfernung bestimmt wird.Because of its high measurement accuracy and its long range is called distance meter preferably a laser rangefinder is used as it is on the Area of surveying as a distance measuring device in use is. In such laser rangefinders, the determination is made the distance to the object point from the term of the emitted Laser beam to the object point and the duration of the reflected Laser light to the laser rangefinder. It can, however, for example also Continuous wave lasers are used, in which the continuous wave signal is amplitude modulated and then based on a phase comparison of the emitted and the received laser light the distance is determined.

Außer dem Entfernungsmessgerät und den beiden GPS-Empfängern umfasst die Vorrichtung vorzugsweise eine Kamera mit einer parallel zur Messachse ausgerichteten optischen Achse, mit der während der Entfernungsmessung ein Foto des gerade vermessenen Objektpunkt aufgenommen werden kann, um es dann zusammen mit den vom Rechner berechneten Koordinatendaten des Objektpunkts zu speichern, so dass die Eingabe eines den Objektpunkt kennzeichnenden Codes mittels einer Tastatur oder einen anderen Eingabeschnittstelle entbehrlich wird. Die Kamera, das Entfernungsmessgerät und die beiden GPS-Empfänger sind zweckmäßig mit einem gemeinsamen Auslöser verbunden, durch dessen Betätigung nicht nur die Kamera und das Entfernungsmessgerät gemeinsam ausgelöst werden, sondern gleichzeitig auch die beiden GPS-Empfänger aktiviert werden, um die Laufzeitdifferenzen der von ihnen bei der Betätigung des Auslösers empfangenen Satellitensignale bzw. die daraus errechneten Raumpositionen oder Raumkoordinaten der GPS-Empfänger abzufragen.Furthermore Distance measuring Equipment and the two GPS receivers The device preferably comprises a camera with a parallel to the measuring axis aligned optical axis, with the during the Distance measurement a photo taken of the currently measured object point can then be used together with the calculator To save coordinate data of the object point, so that the input a code characterizing the object point by means of a keyboard or another input interface is dispensable. The camera, the rangefinder and the two GPS receivers are useful with a common trigger connected, by its operation not only the camera and the rangefinder are triggered together, but at the same time the two GPS receivers are activated to the Runtime differences of the received from them when pressing the trigger Satellite signals or the calculated spatial positions or To query spatial coordinates of the GPS receiver.

Das Entfernungsmessgerät und die beiden GPS-Empfänger sind vorzugsweise in definierten Abständen voneinander auf einem langgestreckten Träger montiert, der auch die Kamera trägt und entweder mit einem nach unten überstehenden Handgriff versehen ist, so dass er von einem Vermesser oder einer anderen Bedienungsperson bequem auf der Schulter getragen und zum Anvisieren der Objektpunkt verschwenkt werden kann, oder der zur Arbeitserleichterung auf einem Schwenk- oder Lenkarm eines Motorrad oder eines anderen Fahrzeugs montiert sein kann. Der Träger beherbergt vorzugsweise in seinem hohlen vorderen Stirnende das Entfernungsmessgerät, dessen Messachse oder optische Achse bevorzugt parallel zur Längsachse des Trägers verläuft oder mit dieser zusammenfällt und sich durch die beiden GPS-Empfänger hindurch erstreckt, die jeweils in definierten Abständen vom Entfernungsmessgerät weiter hinten auf dem Träger angeordnet sind.The Distance measuring Equipment and the two GPS receivers are preferably at defined distances from one another on one elongated carrier mounted, which also carries the camera and either provided with a downwardly projecting handle is, so he's from a surveyor or another operator worn comfortably on the shoulder and aimed at the object point can be pivoted, or to work easier on one Swivel or steering arm of a motorcycle or other vehicle mounted can be. The carrier preferably houses in its hollow front end Distance Measuring Equipment, its measuring axis or optical axis preferably parallel to the longitudinal axis of the carrier extends or coincides with this and extends through the two GPS receivers, the each at defined intervals from the distance meter further back on the carrier are arranged.

Die als Digitalkamera ausgebildete Kamera ist vorzugsweise unter, über oder neben dem Entfernungsmessgerät an einem vorderen Stirnende des Trägers befestigt, der gegebenenfalls im Blickfeld des Vermessers auch mit einem kleinen Display ausgestattet sein kann, welches das Sucherbild der Kamera und darin den vom Entfernungsmessgerät anvisierten Objektpunkt zeigt.The Camera designed as a digital camera is preferably under, over or next to the distance meter attached to a front end of the wearer, if necessary In the field of view of the surveyor also equipped with a small display which can be the viewfinder image of the camera and the one targeted by the range finder Object point shows.

Zur Verbesserung der Genauigkeit der ermittelten Raumpositionen bzw. Raumkoordinaten der beiden GPS-Empfänger sind diese vorzugsweise als DGPS-Empfänger ausgebildet, die zusätzlich zu den GPS-Signalen der GPS-Satelliten Korrektursignale von einer Referenzstation oder einem geostationären Satelliten empfangen, mit denen Fehler der GPS-Signale korrigiert und damit bei Verwendung hochwertiger Systeme die Positionsbestimmungen mit einer Genauigkeit von wenigen Zentimetern oder gar Millimetern ausgeführt werden können.to Improvement of the accuracy of the determined spatial positions or Spatial coordinates of the two GPS receivers are these preferably as a DGPS receiver trained, in addition to the GPS signals of the GPS satellites correction signals of one Receive reference station or a geostationary satellite, with which corrected errors of the GPS signals and thus when using high-quality systems the position determinations with an accuracy be executed by a few centimeters or even millimeters can.

Die beiden GPS-Empfänger sind zweckmäßig abnehmbar auf dem Träger montiert, so dass sie auch getrennt von diesem zu anderen Zwecken verwendet werden können. Um stets einen guten Empfang zu gewährleisten, sind die beiden GPS-Empfänger in einer zur Messachse des Entfernungsmessgeräts im Wesentlichen senkrechten Ausrichtung auf dem Träger montiert, wobei sie entweder unbeweglich in entsprechende Halterungen des Trägers eingesetzt oder in Bezug zum Träger kardanisch gelagert sind, wobei im zuletzt genannten Fall die Halterungen oder die GPS-Empfänger selbst mit einem Gewicht versehen sind, das stets für eine von der Ausrichtung des Trägers unabhängige vertikale Ausrichtung der GPS-Empfänger sorgt.The two GPS receivers are conveniently removable on the carrier mounted so they are also separated from this for other purposes can be used. To ensure a good reception, the two are GPS receiver in a direction substantially perpendicular to the measuring axis of the distance measuring device Alignment on the vehicle mounted, either immovable in corresponding brackets of the carrier used or in relation to the carrier gimbals are mounted, in the latter case, the brackets or the GPS receiver itself are always weighted for one of the alignment of the carrier independent vertical alignment of the GPS receiver ensures.

Der mit der Vorrichtung verbundene oder verbindbare Rechner, der zur Berechnung der Koordinatendaten der zu vermessenden Objektpunkte dient, kann Teil einer vom Träger getrennten Einheit sein, die zum Beispiel im Falle eines auf der Schulter des Vermessers aufliegenden Trägers vor dem Bauch des Vermessers getragen werden kann und neben dem Rechner auch einen Bildschirm und/oder eine Eingabetastatur zum Eingeben von weiteren Informationen über die vermessenen Objektpunkte umfassen kann. Der Rechner besitzt vorzugsweise einen Speicher, in dem die Koordinatendaten der vermessenen Objektpunkte zusammen mit dem bei ihrer Vermessung von der Kamera aufgenommenen Foto gespeichert werden.The computer connected or connectable to the device used to calculate the coordination Dinatendaten the object points to be measured, may be part of a separate unit from the support, which can be worn, for example, in the case of resting on the shoulder of the surveyor carrier in front of the abdomen of the surveyor and in addition to the computer and a screen and / or keyboard for typing Entering further information about the measured object points may include. The computer preferably has a memory in which the coordinate data of the measured object points are stored together with the photo taken during their measurement by the camera.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen mobilen Vermessungsvorrichtung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine vereinfachte perspektivische Ansicht der mobilen Vermessungsvorrichtung.in the The following is the invention with reference to an illustrated in the drawing embodiment a mobile invention Measuring device closer explained. The single figure shows a simplified perspective view the mobile surveying device.

Die mobile Vermessungsvorrichtung 2 umfasst ein langgestrecktes Trägerrohr 4, das von einem Vermesser auf der Schulter getragen werden kann und zu diesem Zweck an seiner Unterseite mit einer gepolsterten Schulterauflage 6 sowie mit einer im Abstand von der Schulterauflage 6 nach unten überstehenden Handgriff 8 versehen ist, der auch ein Anvisieren eines zu vermessenden Objektpunkts 10, wie zum Beispiel einen Eckpunkt eines in 1 schematisch dargestellten Gebäudes, mit dem Trägerrohr 4 erleichtert, das heißt die Ausrichtung des Trägerrohrs 4 auf den gewünschten Objektpunkt 10.The mobile surveying device 2 includes an elongated support tube 4 which can be worn by a surveyor on the shoulder and for this purpose on its underside with a padded shoulder pad 6 as well as with a distance from the shoulder rest 6 downwards protruding handle 8th is also a sighting of an object to be measured object point 10 , such as a corner of an in 1 schematically illustrated building, with the support tube 4 relieved, that is, the orientation of the support tube 4 to the desired object point 10 ,

Das Trägerrohr 4 beherbergt in seinem offenen vorderen Stirnende 12 einen Laserentfernungsmesser 14, der bei seiner Aktivierung mittels eines am Handgriff 8 angebrachten Auslösers 16 einen Laserstrahl entlang einer mit der Längsachse 20 des Trägerrohrs 4 zusammenfallenden Messachse 18 emittiert, der von dem auf der Messachse 18 liegenden anvisierten Objektpunkt 10 zurückreflektiert wird und in bekannter Weise zur Ermittlung der genauen Entfernung zwischen dem Laserentfernungsmesser 14 und dem anvisierten Objektpunkt 10 dient. Der Entfernungsmesser 14 arbeitet nach bekannten Prinzipien, indem die Entfernung zum Objektpunkt 10 aus der Laufzeit des Laserstrahls von seiner Emission aus dem Entfernungsmesser 14 bis zum Empfang der vom Objektpunkt 10 reflektierten Strahlung im Entfernungsmesser 14 ermittelt wird.The carrier tube 4 houses in its open front end 12 a laser rangefinder 14 when activated by means of a handle 8th attached trigger 16 a laser beam along one with the longitudinal axis 20 of the carrier tube 4 coincident measuring axis 18 emitted by the on the measuring axis 18 lying targeted object point 10 is reflected back and in a known manner to determine the exact distance between the laser rangefinder 14 and the targeted object point 10 serves. The rangefinder 14 works according to known principles by the distance to the object point 10 from the running time of the laser beam from its emission from the rangefinder 14 until the reception of the object point 10 reflected radiation in the rangefinder 14 is determined.

Unterhalb des Entfernungsmessers 14 ist eine Digitalkamera 22 am Trägerrohr 4 befestigt, deren Verschluss bei jeder Aktivierung des Entfernungsmessers 14 ausgelöst wird, um ein digitales Bild des zu vermessenden anvisierten Objektpunkts 10 aufzunehmen und es zusammen mit den im Anschluss an die Vermessung berechneten Koordinatendaten des Objektpunkts 10 zu speichern.Below the rangefinder 14 is a digital camera 22 on the support tube 4 fastened, its closure with every activation of the rangefinder 14 is triggered to a digital image of the targeted object point to be measured 10 and it together with the coordinate data of the object point calculated after the survey 10 save.

Der Laserentfernungsmesser 14 und die Digitalkamera 22 sind über einen im Inneren des Trägerrohrs 4 verlaufenden Kabelbaum (nicht sichtbar) mit dem Auslöser 16 verbunden, so dass sie bei jeder Betätigung des Auslösers 16 gemeinsam aktiviert werden. Ein Teil 24 des Kabelbaums ist im Bereich der Schulterauflage 6 aus dem Trägerrohr 4 heraus geführt und ist mit einer mobilen Rechnereinheit 26 verbunden, die vom Vermesser vor dem Bauch getragen wird.The laser rangefinder 14 and the digital camera 22 are over one inside the support tube 4 extending wiring harness (not visible) with the trigger 16 connected, so they every time you press the shutter button 16 activated together. A part 24 of the wiring harness is in the area of the shoulder pad 6 from the carrier tube 4 led out and is with a mobile computer unit 26 connected, which is carried by the surveyor in front of the belly.

Auf dem Trägerrohr 4 sind in der Nähe seines hinteren Stirnendes 28 bzw. hinter dem Handgriff 8 zwei nach oben offene Halterungen 30, 32 in Form von taschenförmigen Erweiterungen des Trägerrohrs 4 angebracht, in die jeweils ein tragbares GPS-Empfangsgerät 34, 36 eingesetzt und in einer definierten Stellung gesichert werden kann, in der seine Empfangsantenne durch die Öffnung der Halterung 30, 32 heraus nach oben weist, um einen guten Empfang der von vier Satelliten 38, 40, 42, 44 des Global Positioning Systems (GPS) oder eines anderen satellitengestützten Navigationssystems emittierten Signale zu gewährleisten. Die beiden Halterungen 30, 32 sind in Bezug zum Trägerrohr 4 so angeordnet, dass die in bekannter Weise aus den Laufzeitdifferenzen von Navigationssignalen der vier Satelliten 38, 40, 42, 44 berechneten Raumpositionen bzw. Raumkoordinaten der beiden GPS-Empfangsgeräte 34, 36 genau auf der Längsachse 20 des Trägerrohrs 4 und damit auf der Messachse 18 des Entfernungsmessers 14 liegen und von diesem letzteren entlang der Messachse 18 definierte Abstände aufweisen, die zum Beispiel genau 1 bzw. 2 Meter betragen.On the support tube 4 are near his back front end 28 or behind the handle 8th two upwardly open holders 30 . 32 in the form of pocket-shaped extensions of the support tube 4 attached, in each case a portable GPS receiver 34 . 36 used and secured in a defined position in which its receiving antenna through the opening of the holder 30 . 32 out to the top, to receive a good reception from four satellites 38 . 40 . 42 . 44 the Global Positioning System (GPS) or other satellite-based navigation system. The two brackets 30 . 32 are in relation to the support tube 4 arranged so that in a known manner from the transit time differences of navigation signals of the four satellites 38 . 40 . 42 . 44 calculated spatial positions or spatial coordinates of the two GPS receivers 34 . 36 exactly on the longitudinal axis 20 of the carrier tube 4 and thus on the measuring axis 18 of the rangefinder 14 lie and of the latter along the measuring axis 18 have defined distances, for example, exactly 1 or 2 meters.

Um die Genauigkeit der aus den Navigationssignalen der GPS-Satelliten berechneten Raumpositionen bzw. Raumkoordinaten der GPS-Empfangsgeräte 34, 36 zu verbessern ist jedes Empfangsgerät 34, 36 mit einer Empfangsantenne für gefunkte Korrektursignale aus einer ortsfesten bodengestützten Referenzstation 46 oder aus einem geostationären Satelliten (nicht dargestellt) versehen, wobei diese Empfangsantenne gegebenenfalls in die Empfangsantenne für die GPS-Signale integriert sein kann. Mit Hilfe der Navigationssignale der vier Satelliten 38, 40, 42, 44, der Korrektursignale aus der Referenzstation 46 und eines als Differential-GPS bekannten Verfahrens lassen sich bei Verwendung hochqualitativer Systeme die Raumpositionen bzw. Raumkoordinaten von jedem der beiden GPS-Empfangsgeräte 34, 36 mit einer Genauigkeit von wenigen Zentimetern oder gar Millimetern ermitteln.To the accuracy of the spatial positions or spatial coordinates of the GPS receivers calculated from the navigation signals of the GPS satellites 34 . 36 to improve is every receiver 34 . 36 with a receive antenna for swept correction signals from a fixed ground-based reference station 46 or from a geostationary satellite (not shown), this receiving antenna may optionally be integrated into the receiving antenna for the GPS signals. With the help of the navigation signals of the four satellites 38 . 40 . 42 . 44 , the correction signals from the reference station 46 and a method known as differential GPS, the space positions or space coordinates of each of the two GPS receivers can be used when using high-quality systems 34 . 36 with an accuracy of a few centimeters or even millimeters.

Die beiden GPS-Empfangsgeräte 34, 36 sind jeweils mit einem Kabelanschluss (nicht dargestellt) versehen, so dass sie an den im Inneren des Trägerrohrs 4 verlegten Kabelbaum und über diesen an den Auslöser 16 und an die Rechnereinheit 26 angeschlossen werden können.The two GPS receivers 34 . 36 are each provided with a cable connection (not shown), so that they are in the interior of the support tube 4 laid wiring harness and on this to the trigger 16 and to the computer unit 26 can be connected.

Die Rechnereinheit 26 enthält einen Rechner, in dem aus der beim Betätigen des Auslösers 16 vom Laserentfernungsmesser 14 gemessenen Entfernung zu dem zu vermessenden und mit dem Trägerrohr 4 anvisierten Objektpunkt 10, aus den Laufzeitdifferenzen der beim Betätigen des Auslösers 16 von den beiden GPS-Empfangsgeräten 34, 36 empfangenen Navigations- und Korrektursignale bzw. den von den GPS-Empfangsgeräten 34, 36 daraus ermittelten Raumpositionen bzw. Raumkoordinaten sowie aus den jeweiligen Abständen der beiden GPS-Empfangsgeräte 34, 36 vom Laserentfernungsmesser 14 entlang der Längsachse 20 des Trägerrohrs 4 die Raumkoordinaten des Objektpunkts 10 berechnet werden.The computer unit 26 contains a calculator in which the when pressing the shutter button 16 from the laser rangefinder 14 measured distance to the to be measured and with the support tube 4 targeted object point 10 , from the runtime differences when pressing the shutter button 16 from the two GPS receivers 34 . 36 received navigation and correction signals or the GPS receivers 34 . 36 determined therefrom spatial positions or spatial coordinates and from the respective distances of the two GPS receivers 34 , 36 from the laser rangefinder 14 along the longitudinal axis 20 of the carrier tube 4 the spatial coordinates of the object point 10 be calculated.

Dabei wird von einer geeigneten Software im Rechner zuerst aus den beim Betätigen des Auslösers 16 von den beiden GPS-Empfangsgeräten 34, 36 auf der Grundlage der Navigations- und Korrektursignale ermittelten Laufzeitunterschieden oder Raumkoordinatendifferenzen der beiden GPS-Empfangsgeräte 34, 36 die Ausrichtung der Messachse 18 im Raum, d.h. deren Ortvektor, im Zeitpunkt der Entfernungsmessung in einem kartesischen Koordinatensystem ermittelt. Zu den Raumkoordinaten von einem der beiden GPS-Empfangsgeräte 34, 36 werden dann in demselben kartesischen Koordinatensystem der Abstand dieses GPS-Empfangsgeräts 34, 36 vom Laserentfernungsmesser 14 sowie die vom Laserentfernungsmesser 14 gemessene Entfernung zum Objektpunkt 10 entlang der Messachse 18 addiert, woraus sich die Raumkoordinaten des anvisierten Objektpunkts 10 mit hoher Genauigkeit ermitteln lassen.It is from a suitable software in the computer first off when pressing the shutter button 16 from the two GPS receivers 34 . 36 on the basis of the navigation and correction signals determined transit time differences or space coordinate differences of the two GPS receivers 34 . 36 the orientation of the measuring axis 18 in space, ie their location vector, determined at the time of the distance measurement in a Cartesian coordinate system. To the spatial coordinates of one of the two GPS receivers 34 . 36 Then in the same Cartesian coordinate system, the distance of this GPS receiver 34 . 36 from the laser rangefinder 14 as well as the laser rangefinder 14 measured distance to the object point 10 along the measuring axis 18 adds, from which the spatial coordinates of the targeted object point 10 can be determined with high accuracy.

Die Rechnereinheit 26 kann auf ihrer Oberseite weiter einen Bildschirm 48 aufweisen, der als Touchscreen ausgebildet sein kann. Auf dem Bildschirm 48 kann neben den Daten und Fotos von bereits vermessenen Objektpunkten 10 auch ein Sucherbild der Digitalkamera 22 angezeigt werden, das außer einer Angabe von Datum und Uhrzeit auch eine den jeweils anvisierten Objektpunkt 10 anzeigende Markierung enthält.The computer unit 26 can continue on its top a screen 48 have, which can be designed as a touch screen. On the screen 48 can in addition to the data and photos of already measured object points 10 also a viewfinder image of the digital camera 22 be displayed, which in addition to an indication of date and time also the respective targeted object point 10 indicating marking.

Alternativ oder zusätzlich kann das Sucherbild der Kamera 22 auch auf einem kleineren Display 52 angezeigt werden, wie es bei Digitalkameras 22 üblich ist, das jedoch getrennt von der Kamera 22 etwa oberhalb des Handgriffs 8 auf der Oberseite des Trägerrohrs 4 montiert ist, so dass es sich beim Anvisieren eines zu vermessenden Objektpunkts 10 im Blickfeld der Bedienungsperson befindet. Das Display 50 ist über den Kabelbaum mit der Kamera 22 verbunden.Alternatively or additionally, the viewfinder image of the camera 22 also on a smaller display 52 be displayed, as is the case with digital cameras 22 usual, but separate from the camera 22 above the handle 8th on the top of the support tube 4 is mounted so that it is when aiming an object point to be measured 10 in the field of vision of the operator. the display 50 is over the wiring harness with the camera 22 connected.

Die Rechnereinheit 26 kann einen zusätzlichen Auslöser 50 aufweisen, der dem Auslöser 16 am Handgriff 8 entspricht, und umfasst auch einen in den Rechner integrierten Speicher, in dem nach der Vermessung die berechneten Koordinatendaten von jedem der vermessenen Objektpunkte 10 gespeichert werden, und zwar jeweils zusammen mit einem von der Kamera 22 aufgenommenen Foto des Objektpunkts 10, dem Datum und der Uhrzeit der Vermessung und sowie ggf. weiteren, über eine Tastatur (nicht dargestellt) der Rechnereinheit 26 eingegebene Daten, wie zum Beispiel eine Ortsangabe oder dergleichen.The computer unit 26 can be an additional trigger 50 have the trigger 16 on the handle 8th and also includes a memory integrated into the computer in which, after the measurement, the calculated coordinate data from each of the measured object points 10 stored together with one from the camera 22 taken photo of the object point 10 , the date and time of the survey and possibly further, via a keyboard (not shown) of the computer unit 26 entered data, such as a location or the like.

Sofern die Rechnereinheit 26 aus Gewichtsgründen nicht von der Bedienungsperson mitgeführt werden soll, kann ein kleiner Sender in das Trägerrohr 4 oder in den Handgriff 8 integriert werden, der die Daten vom Laserentfernungsmesser 14, von der Kamera 22 und von den beiden GPS-Empfangsgeräten 34, 36 drahtlos zur Rechnereinheit 26 überträgt, die sich zum Beispiel in einem in der Nähe abgestellten Fahrzeug befindet.Unless the computer unit 26 For weight reasons, should not be carried by the operator, a small transmitter in the support tube 4 or in the handle 8th be integrated, the data from the laser rangefinder 14 , from the camera 22 and from the two GPS receivers 34 . 36 wireless to the computer unit 26 transmits, for example, in a parked nearby vehicle.

Claims

Mobile device ( 2 ) for the spatial measurement of object points ( 10 ), with a distance measuring device ( 14 ) for measuring the distance from an object point to be measured ( 10 ) along a measuring axis ( 18 ) by return reflection from the object point ( 10 ) emitted radiation, two in a fixed spatial relationship to the measuring axis ( 18 ) arranged GPS receivers ( 34 . 36 ) for receiving satellite navigation signals, and one with the distance measuring device ( 14 ) and the GPS receivers ( 34 . 36 ) connected or connectable computer for the calculation of spatial coordinates of the object points to be measured ( 10 ) from runtime differences at the time of the distance measurement from the two GPS receivers ( 34 . 36 ) received satellite navigation signals or from these determined spatial coordinates of the two GPS receiver ( 34 . 36 ), from the spatial relationship of the two GPS receivers ( 34 . 36 ) to the measuring axis ( 28 ), as well as from the distance measuring device ( 14 ) measured distance to the object point to be measured ( 10 ).

Device according to claim 1, characterized in that that the two GPS receivers are arranged on a straight line parallel to the measuring axis and along the straight line defined distances from Distance measuring Equipment exhibit.

Device according to claim 2, characterized in that the computer calculates the spatial coordinates of the object points to be measured from transit time differences of the satellite navigation signals received by the two GPS receivers at the time of the distance measurement or from these space coordinates of the two GPS receivers, from the distance of the straight lines from the measuring Axis, calculated from the distances of the two GPS receiver from the distance measuring device, as well as from the distance measured by the distance measuring device to the object point to be measured.

Device according to claim 1, characterized in that the two GPS receivers ( 34 . 36 ) on the measuring axis ( 18 ) and along the measuring axis ( 18 ) defined distances from the distance measuring device ( 14 ) exhibit.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the computer, the spatial coordinates of the object points to be measured ( 10 ) from runtime differences at the time of the distance measurement from the two GPS receivers ( 34 . 36 ) received satellite navigation signals or from these determined spatial coordinates of the two GPS receiver ( 34 . 36 ), from the distances between the two GPS receivers ( 34 . 36 ) from the distance measuring device ( 14 ), as well as from the distance measuring device ( 14 ) measured distance to the object point to be measured ( 10 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance measuring device is a laser rangefinder ( 14 ).

Device according to one of the preceding claims, characterized by a camera ( 22 ) with a substantially parallel to the measuring axis ( 18 ) aligned optical axis for photographing the object points to be measured ( 10 ) at the time of the distance measurement.

Device according to claim 7, characterized in that the camera ( 22 ) and the distance measuring device ( 14 ) with a common trigger ( 16 . 50 ) are connected.

Device according to one of the preceding claims, characterized by at least one screen ( 48 . 52 ) to display the from a camera ( 22 ) detected object point ( 10 ) before and / or after its measurement.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the computer comprises a memory in which the spatial coordinates of the measured object points ( 10 ) together with photos of the same.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the GPS receivers ( 34 . 36 ) Means for receiving correction signals from a stationary reference station ( 46 ) or from a geostationary satellite.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance measuring device ( 14 ) near a front end ( 12 ) of an elongate carrier ( 4 ) and that the two GPS receivers ( 34 . 36 ) at different distances from the distance measuring device ( 14 ) on the carrier ( 4 ) are mounted.

Device according to claim 12, characterized in that the two GPS receivers ( 34 . 36 ) removable on the carrier ( 4 ) and connectable to the computer.

Device according to claim 12 or 13, characterized in that the two GPS receivers ( 34 . 36 ) in one to the measuring axis ( 18 ) substantially perpendicular orientation on the carrier ( 4 ) are mounted.

Device according to one of claims 12 to 14, characterized that the two GPS receivers in relation to the carrier are movable and their orientation substantially during a movement of the carrier maintained.

Device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the carrier ( 4 ) on its underside with a padded shoulder pad ( 6 ) is provided.

Device according to one of claims 12 to 16, characterized in that the carrier ( 4 ) is at least partially hollow, and that the distance measuring device ( 14 ) inside the carrier ( 4 ) is arranged.

Device according to claim 17, characterized in that the longitudinal axis ( 20 ) of the carrier ( 4 ) and the measuring axis ( 18 ) of the distance measuring device ( 14 ) are aligned with each other.

Device according to one of claims 12 to 18, characterized in that the carrier ( 4 ) with a downwardly projecting handle ( 8th ) is provided.

Device according to one of claims 12 to 19, characterized in that the computer, the screen ( 48 ) and / or an input interface part of one of the carrier ( 4 ) separate unit ( 26 ) and by cable or wirelessly with the two GPS receivers ( 34 . 36 ), the distance measuring device ( 14 ) and / or the camera ( 22 ) on the support ( 4 ) are connected.

Motor vehicle, in particular motorcycle, characterized by a mobile device according to any one of the preceding claims.

Method for spatial measurement of Object points ( 10 ), in which with a distance measuring device ( 14 ) the distance from an object point to be measured ( 10 ) along a measuring axis ( 18 ) by return reflection from the object point ( 10 ) emitted radiation from the transit time differences of satellite navigation signals, which at the time of the distance measurement of two in a fixed spatial relationship to the measuring axis ( 18 ) GPS receivers ( 34 . 36 ), or from space coordinates of the two GPS receivers calculated therefrom ( 34 . 36 ), from the spatial relationship of the two GPS receivers ( 34 . 36 ) to the measuring axis ( 18 ), as well as from along the measuring axis ( 18 ) measured distance from the object point ( 10 ) the spatial coordinates of the object point ( 10 ) be calculated.

A method according to claim 22, characterized in that from the transit time differences of at the time of the distance measurement of the two GPS receivers ( 34 . 36 ) received satellite navigation signals or from the calculated space coordinates of the two GPS receiver ( 34 . 36 ) and from the spatial relationship of the two GPS receivers ( 34 . 36 ) to the measuring axis ( 18 ) the direction of the measuring axis ( 18 ) is determined at the time of the distance measurement, and that from the direction of the measuring axis ( 18 ) and from the distance of at least one of the two GPS receivers ( 34 . 36 ) from the distance measuring device ( 14 ) in one to the measuring axis ( 18 ) parallel direction and from the measured distance from the object point ( 10 ) the spatial coordinates of the object point ( 10 ) be calculated.

Method according to claim 22 or 23, characterized in that the object points to be measured ( 10 ) at the time of the distance measurement and the photos together with the measured object points ( 10 ) get saved.

Method according to one of Claims 22 to 24, characterized in that the differences between the transit time differences of the two GPS receivers (at the time of the distance measurement) ( 34 . 36 ) received satellite navigation signals space coordinates of the two GPS receiver ( 34 . 36 ) by means of correction signals from a stationary reference station ( 46 ) or a geostationary satellite.