RU2716360C1 - Способ измерения наклона измерительного приемника rtk - Google Patents

Способ измерения наклона измерительного приемника rtk Download PDF

Info

Publication number
RU2716360C1
RU2716360C1 RU2019107900A RU2019107900A RU2716360C1 RU 2716360 C1 RU2716360 C1 RU 2716360C1 RU 2019107900 A RU2019107900 A RU 2019107900A RU 2019107900 A RU2019107900 A RU 2019107900A RU 2716360 C1 RU2716360 C1 RU 2716360C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
point
measuring
observation
coordinates
measurement
Prior art date
Application number
RU2019107900A
Other languages
English (en)
Inventor
Жуй СУН
Цзинь ЧЖОУ
Бэньинь ЮАНЬ
Цзецзюнь ВАН
Дунго ПЯО
Original Assignee
Шанхай Хуацэ Навигейшн Текнолоджи Лтд
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шанхай Хуацэ Навигейшн Текнолоджи Лтд filed Critical Шанхай Хуацэ Навигейшн Текнолоджи Лтд
Application granted granted Critical
Publication of RU2716360C1 publication Critical patent/RU2716360C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/40—Correcting position, velocity or attitude
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/43—Determining position using carrier phase measurements, e.g. kinematic positioning; using long or short baseline interferometry
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/16—Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

Предложенное изобретение относится к области техники измерения методом кинематики в реальном времени (RTK), в частности к способу измерения наклона измерительного приемника RTK. Способ измерения наклона измерительного приемника RTK включает следующие этапы: этап S1: фиксацию нижней части центрирующего стержня и выполнение измерения после выполнения наклона и встряхивания; этап S2: получение последовательности точек измерения, последовательности наклонов в точках измерения, длины измерительного стержня и высоты фазового центра антенны на основе указанного измерения; этап S3: получение порогового уровня качества позиционирования и геодезических координат точки, подлежащей измерению, на основе значений, полученных в результате измерения, при этом указанный этап включает в себя составление уравнения первого типа по результатам наблюдения в соответствии с принципом засечки на основе координат положения точки наблюдения и расстояния между точкой наблюдения и точкой, подлежащей измерению; а также составление уравнения второго типа по результатам наблюдения в соответствии с косинусом угла наклона между разностью высот и расстоянием между точкой наблюдения и точкой, подлежащей измерению; этап S4: определение того, удовлетворяет ли пороговый уровень качества позиционирования требованию для принятия решения о завершении или продолжении измерения. Благодаря использованию данного способа становится возможным провести точные измерения без обязательного размещения центрирующего стержня ровера в вертикальном положении во многих точках измерения. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к области техники измерения методом кинематики в реальном времени (RTK), в частности к способу измерения наклона измерительного приемника RTK.
Уровень техники
При измерениях RTK центрирующий стержень ровера должен быть расположен вертикально, и затем координаты положения точки на земле, подлежащей измерению, рассчитываются в соответствии с положением фазового центра антенны приемника Глобальной Навигационной Спутниковой Системы (ГНСС) и расстоянием от фазового центра до земли.
Однако при практическом выполнении операции измерения из-за влияния топографических условий и ограничений самого инструмента, центрирующий стержень ровера не может быть размещен вертикально во многих точках измерения, и обычно требуется наклон, что является причиной усложнения процесса измерения и значительных расхождений измерения.
Раскрытие сущности изобретения
Для устранения вышеупомянутых недостатков настоящее изобретение предлагает способ измерения наклона измерительного приемника RTK, который вычисляет положение точки, подлежащей измерению, в соответствии с положением и углом наклона фазового центра антенны приемника, длиной центрирующего стержня и прочим, во время множества измерений наклона. Для RTK сантиметровой точности вычисление положения с точностью до сантиметра может быть достигнуто, если имеется достаточное количество значений наблюдения.
Настоящее изобретение предусматривает способ измерения наклона измерительного приемника RTK, который включает следующие этапы:
Этап S1: фиксацию нижней части центрирующего стержня и выполнение измерения после выполнения наклона и встряхивания;
Этап S2: получение последовательности точек измерения, последовательности наклонов в точках измерения, длины измерительного стержня и высоты фазового центра антенны на основе указанного измерения;
Этап S3: получение порогового уровня качества позиционирования и геодезических координат точки, подлежащей измерению, на основе значений, полученных в результате измерения;
Этап S4: определение того, удовлетворяет ли пороговый уровень качества позиционирования требованию для принятия решения о завершении или продолжении измерения.
В вышеупомянутом способе этап фиксации нижней части центрирующего стержня и выполнения измерения после выполнения наклона и встряхивания включает:
сохранение неизменной длины центрирующего стержня при его использовании во время измерения, и сохранение нижней части центрирующего стержня в зафиксированном состоянии.
Согласно вышеупомянутому способу этап получения последовательности точек измерения, последовательности наклонов в точках измерения, длины измерительного стержня и высоты фазового центра антенны на основе указанного измерения включает:
наблюдение и получение геодезических координат (B i , L i , H i ) точки наблюдения и угла θ i наклона при измерении
преобразование геодезических координат (B i , L i , H i ) точки наблюдения в плоские координаты (N i , E i , H i );
получение плоских координат (
Figure 00000001
,
Figure 00000002
,
Figure 00000003
) точки на земле, подлежащей измерению, на основе плоских координат (N i , E i , H i ), и преобразование плоских координат (
Figure 00000001
,
Figure 00000002
,
Figure 00000003
) в геодезические координаты (
Figure 00000004
,
Figure 00000005
,
Figure 00000003
).
Согласно вышеупомянутому способу этап получения порогового уровня качества позиционирования и геодезических координат точки, подлежащей измерению, на основе значений, полученных в результате измерения, включает:
составление уравнения первого типа по результатам наблюдения в соответствии с принципом засечки на основе координат положения точки наблюдения и расстояния между точкой наблюдения и точкой, подлежащей измерению;
составление уравнения второго типа по результатам наблюдения в соответствии с косинусом угла наклона между разностью высот и расстоянием между точкой наблюдения и точкой, подлежащей измерению.
Согласно вышеупомянутому способу этап определения того, удовлетворяет ли пороговый уровень качества позиционирования требованию принятия решения о том, завершать или не завершать измерение, включает:
Определение того, удовлетворяет ли пороговый уровень качества позиционирования требованию, и если требование не удовлетворено, выполняют этапы S1 - S3; если требование удовлетворено, завершение измерения.
Согласно вышеупомянутому способу, в котором этап получения плоских координат (
Figure 00000001
,
Figure 00000002
,
Figure 00000003
) точки на земле, подлежащей измерению, на основе плоских координат (N i , E i , H i ), и преобразование плоских координат (
Figure 00000001
,
Figure 00000002
,
Figure 00000003
) в геодезическую координату (
Figure 00000004
,
Figure 00000005
,
Figure 00000003
) включает в себя:
составление уравнения по результатам наблюдения и выполнение косвенной корректировки;
выполнение грубой оценки в соответствии с остаточными значениями наблюдения после косвенной корректировки и вычисление плоских координат (
Figure 00000006
,
Figure 00000007
,
Figure 00000008
) точки на земле, подлежащей измерению.
Согласно вышеупомянутому способу, на этапе составления уравнения первого типа по результатам наблюдения в соответствии с принципом засечки на основе координат положения точки наблюдения и расстояния между точкой наблюдения и точкой, подлежащей измерению, при условии, что плоские координаты фазового центра антенны GPS-приемника равны (N i , E i ) и геодезическая высота равна H i (где i - 1, 2.., n, n - общее количество точек наблюдения, то же самое ниже), и при условии, что плоские координаты и геодезическая высота точки O, подлежащей измерению, равны (
Figure 00000009
, соответственно, и расстояние от точки, подлежащей измерению, до точки наблюдения равно
Figure 00000010
, уравнение результатов наблюдения выражается следующим уравнением:
Figure 00000011
(1)
после линеаризации получают следующее уравнение:
Figure 00000012
(2)
где
Figure 00000013
- число корректировки длины, (
Figure 00000014
) - число корректировки координаты точки, подлежащей измерению,
(N 0, E 0, H 0) - приблизительные координаты точки, подлежащей измерению,
L i - сумма длины центрирующего стержня и высоты антенны,
Figure 00000015
- расстояние, вычисленное по координатам точки наблюдения и приблизительным координатам точки, подлежащей измерению.
Согласно вышеупомянутому способу на этапе составления уравнения второго типа по результатам наблюдения в соответствии с косинусом угла наклона между разностью высот и расстоянием между точкой наблюдения и точкой, подлежащей измерению, при условии, что при наблюдении угол наклона в точке наблюдения равен
Figure 00000016
, уравнение результатов наблюдения выражается следующим уравнением:
Figure 00000017
(3)
где
Figure 00000018
, так что обеспечено получение следующего уравнения после обработки на основе уравнений:
Figure 00000019
(4),
объединение уравнений (2) и (4) для составления набора уравнений расхождений:
Figure 00000020
(5)
где
Figure 00000021
;
Figure 00000022
;
Figure 00000023
;
P - весовая матрица, заданная в соответствии с точностью значений наблюдения, причем если информация о точности значений наблюдения отсутствует, P может быть задана как единичная матрица.
Вышеупомянутый способ включает следующие этапы: получение следующего уравнения в соответствии с критерием взвешенных наименьших квадратов:
Figure 00000024
(6)
наконец, вычисление плоскостного положения (
Figure 00000006
,
Figure 00000007
) точки на земле, подлежащей измерению, и геодезической высоты
Figure 00000008
 посредством итераций в цикле;
и при условии, что
Figure 00000025
где A - матрица коэффициентов;
вычисление ATA для получения единичной матрицы размером 3 строки и 3 столбца и суммирование диагональных элементов единичной матрицы, а затем вычисление квадратного корня из суммированного значения с получением порогового уровня качества.
Настоящее изобретение имеет следующие преимущества. Положение точки, подлежащей измерению, рассчитывается в соответствии с положением и углом наклона фазового центра антенны приемника, а также длиной центрирующего стержня и т.д., во время множества измерений наклона. Для RTK сантиметровой точности вычисление положения с точностью до сантиметра может быть достигнуто, если имеется достаточное количество значений наблюдения.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение, его характеристики, внешний вид и преимущества станут более понятными после прочтения подробного описания неограничивающих вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые ниже чертежи. На всех чертежах идентичные ссылочные позиции относятся к одной и той же части. Чертежи выполнены не в соответствии с конкретными пропорциями и основной акцент сделан на иллюстрации сущности настоящего изобретения.
На фиг. 1 представлена блок-схема последовательности операций, показывающая процесс способа измерения наклона измерительного приемника RTK по настоящему изобретению;
На фиг. 2 представлена принципиальная схема способа измерения наклона измерительного приемника RTK по настоящему изобретению.
Осуществление изобретения
В последующих описаниях приведены многочисленные конкретные детали для полного понимания настоящего изобретения. Однако для специалистов в данной области техники очевидно, что настоящее изобретение может быть реализовано без одной или нескольких из данных деталей. В других примерах, некоторые технические признаки, известные в данной области техники, не описаны, во избежание путаницы с настоящим изобретением.
Для полного понимания настоящего изобретения в последующих описаниях будут предоставлены подробные этапы и подробные конструкции, чтобы ясно проиллюстрировать техническое решение настоящего изобретения. Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения подробно описан ниже. Однако, помимо этих подробных описаний, настоящее изобретение может иметь другие варианты реализации.
Со ссылкой на фиг. 1 и фиг. 2, настоящее изобретение предоставляет способ измерения наклона измерительного приемника RTK, включающий следующие этапы.
Этап S1: нижнюю часть центрирующего стержня фиксируют, и измерение выполняется после выполнения наклона и встряхивания. Во время измерения длина центрирующего стержня при использовании остается неизменной, а нижняя часть центрирующего стержня зафиксирована. То есть, стабильность приемника во время измерения не является ограниченной, и приемник можно произвольно подвергать встряхиванию, пока его нижняя часть зафиксирована.
Этап S2: получение последовательности точек измерения, последовательности наклонов в точках измерения, длины измерительного стержня и высоты фазового центра антенны на основе указанного измерения. В частности, со ссылкой на A, B и C показанные на фиг. 1, A - это последовательность точек измерения, которая включает в себя все точки наблюдения, записанные от начала измерения до конца измерения в хронологической последовательности. Каждая точка имеет свою собственную информацию о местоположении, и данная информация представляет собой геодезические координаты фактически измеренной точки (фазовым центром антенны). Геодезические координаты последовательно включают в себя геодезическую широту B, геодезическую долготу L и геодезическую высоту H. Единицей измерения B и L является радиан, а единицей измерения H - метры. B - это последовательность углов наклона в точках измерения, которая включает все углы наклона, записанные в хронологической последовательности от начала измерения до конца измерения. Углы наклона один к одному соответствуют точкам измерения, что указывает на то, что координаты точки измерения получают вместе с углом наклона и единицей измерения угла наклона является радиан. С - это длина измерительного стержня и высота фазового центра антенны, и его единицей измерения является метр. D - это пороговый уровень качества позиционирования, который также называют геометрическим фактором. Геометрический фактор - это натуральное число с минимальным значением 1. Чем меньше значение геометрического фактора, тем выше точность результата расчета. E - это геодезические координаты точки, подлежащей измерению, (точки земли), которые является результатом, рассчитанным программой, и E включает геодезическую широту B, геодезическую долготу L и геодезическую высоту H. Единицей измерения: B и L является радиан, а единицей измерения H является метр.
Этап 2, в частности, включает в себя этап S2a: наблюдение и получение геодезических координат (Bi, Li, Hi) точки наблюдения и угла θ i наклона при измерении, и этап S2b: преобразование геодезических координат (B i , L i , H i ) точки наблюдения в плоские координаты (N i , E i , H i ); и этап S2c: получение плоских координат (
Figure 00000006
,
Figure 00000007
,
Figure 00000008
) точки на земле, подлежащей измерению, на основе плоских координат (N i , E i , H i ) и преобразование плоских координат (
Figure 00000006
,
Figure 00000007
,
Figure 00000008
) в геодезические координаты (
Figure 00000026
,
Figure 00000027
,
Figure 00000008
). В частности, этап 2c включает составление уравнения по результатам наблюдения, выполнение косвенной корректировки, выполнение грубой оценки в соответствии с невязкой значений наблюдения после косвенной корректировки и вычисление плоских координат (
Figure 00000006
,
Figure 00000007
,
Figure 00000008
) точки на земле, подлежащей измерению.
Этап S3: получение порогового уровня качества позиционирования и геодезических координат точки, подлежащей измерению, на основе значений, полученных в результате измерения.
В частности, этап 3 включает в себя этап S3a: составление уравнения первого типа по результатам наблюдения в соответствии с принципом засечки на основе координат положения точки наблюдения и расстояния между точкой наблюдения и точкой, подлежащей измерению. В частности, при условии, что плоские координаты фазового центра антенны GPS-приемника равны (N i , E i ); и геодезическая высота равна H i (где i равно 1, 2.., n, n - общее количество точек наблюдения, то же самое ниже), и при условии, что плоские координаты и геодезическая высота точки O, подлежащей измерению, равны (
Figure 00000009
, соответственно, и расстояние от точки, подлежащей измерению, до точки наблюдения равно
Figure 00000010
, уравнение результатов наблюдения выражается следующим уравнением:
Figure 00000011
(7)
после линеаризации получают следующее уравнение:
Figure 00000012
(8)
где
Figure 00000013
- число корректировки длины,
(
Figure 00000014
) - число корректировки координат точки, подлежащей измерению,
(N 0 , E 0 , H 0 ) - приблизительные координаты точки, подлежащей измерению,
Li - сумма длины центрирующего стержня и высоты антенны, и
Figure 00000015
- расстояние, вычисленное по координатам точки наблюдения и приблизительным координатам точки, подлежащей измерению.
Этап 3 дополнительно включает в себя этап S3b: составление уравнения второго типа по результатам наблюдения в соответствии с косинусом угла наклона между разностью высот и расстоянием между точкой наблюдения и точкой, подлежащей измерению.
В частности, этап 3b включает в себя предположение, что при наблюдении угол наклона в точке наблюдения равен
Figure 00000016
, при этом уравнение результатов наблюдения выражается следующим уравнением:
Figure 00000017
(9)
где
Figure 00000018
, так что следующее уравнение может быть получено после обработки на основе уравнений:
Figure 00000019
(10)
объединение уравнений (2) и (4) для составления набора уравнений расхождений:
Figure 00000020
(11)
где
Figure 00000021
;
Figure 00000022
;
Figure 00000023
;
P - весовая матрица, заданная в соответствии с точностью значений наблюдения, причем если информация о точности значений наблюдения недоступна, P может быть задана в виде единичной матрицы.
получение следующего уравнения в соответствии с критерием взвешенных наименьших квадратов:
Figure 00000024
(12)
окончательное вычисление плоскостного положения (
Figure 00000006
,
Figure 00000007
) точки на земле, подлежащей измерению, и геодезической высоты
Figure 00000008
посредством итераций в цикле;
и при условии, что
Figure 00000028
где A - матрица коэффициентов; вычисление ATA для получения единичной матрицы размером 3 строки и 3 столбца и суммирование диагональных элементов единичной матрицы, а затем вычисление квадратного корня из суммированного значения с получением порогового уровня качества.
Этап S4: определение того, удовлетворяет ли пороговый уровень качества позиционирования требованию для принятия решения о завершении измерения. Если требование не удовлетворено, выполняются этапы S1 - S3. Если требование удовлетворено, завершение измерения.
Процесс работы согласно настоящему изобретению: со ссылкой на фиг. 1 и фиг. 2 этапы расчета являются следующими.
(1) Посредством наблюдения для всех точек наблюдения получают геодезические координаты (B i , L i , H i ) и угол θ i наклона при измерении.
(2) Геодезические координаты (B i , L i , H i ) точки наблюдения преобразуются в плоские координаты (N i , E i , H i ).
(3) Составляется уравнение по результатам наблюдения и выполняется косвенная корректировка.
(4) Выполняется грубая оценка в соответствии с невязкой значений наблюдения после косвенной корректировки и рассчитываются плоские координаты (
Figure 00000006
,
Figure 00000007
,
Figure 00000008
) точки на земле, подлежащей измерению.
(5) Плоские координаты (
Figure 00000006
,
Figure 00000007
,
Figure 00000008
) точки, подлежащей измерению, преобразуются в геодезические координаты (
Figure 00000026
,
Figure 00000027
,
Figure 00000008
).
(6) Выводятся преобразованные геодезические координаты и пороговый уровень качества (которые также называют «геометрическими факторами»).
(7) По значению пороговому уровню качества определяют, соответствует ли точность стандарту. Если точность соответствует стандарту, измерение завершается и выводятся преобразованные геодезические координаты. Если точность не соответствует стандарту, переходят к процессу (1) и выполняют измерение. Данные наблюдений, полученные за это время, добавляются во все точки наблюдения, описанные в процессе (1).
На этапе (6) пороговый уровень качества (который также называют «геометрическим фактором») представляет собой натуральное число с минимальным значением, равным 1. Чем меньше пороговый уровень качества, тем выше точность.
Во время измерения, длина центрирующего стержня при использовании является фиксированной и не может быть изменена, а нижняя часть центрирующего стержня не может быть смещена. Во время измерения приемник нужно встряхнуть, и чем сильнее встряхивание, тем лучше эффект.
Со ссылкой на фиг. 2, принцип расчета заключается в следующем. O – это точка на земле, подлежащая измерению. A - это фазовый центр антенны GPS-приемника, который является точкой наблюдения при измерении наклона. AB - это высота антенны. OB - это длина центрирующего стержня. OD - это перпендикуляр из точки, подлежащей измерению, к референц-эллипсоиду. AC – это перпендикуляр из точки A наблюдения к референц-эллипсоиду. На проекции в системе плоских координат AC параллельна OD. θ - это угол наклона аппарата.
Измерение наклона в основном включает в себя два типа значений наблюдения, то есть положение и угол наклона, которые соответствуют двум типам уравнений наблюдения, соответственно.
Первый тип уравнения по результатам наблюдения составляется в соответствии с принципом засечки на основе координат положения точки наблюдения и расстоянием между точкой наблюдения и точкой, подлежащей измерению. При условии, что плоские координаты фазового центра антенны GPS-приемника равны (N i , E i ) и геодезическая высота равна H i (где i равно 1, 2, n, n - общее количество точек наблюдения, то же самое ниже), и при условии, что плоские координаты и геодезическая высота точки O, подлежащей измерению, равны (
Figure 00000029
соответственно, и расстояние от точки, подлежащей измерению, до точки наблюдения равно
Figure 00000010
, уравнение результатов наблюдения выражается следующим уравнением:
Figure 00000011
(13)
после линеаризации получают следующее уравнение:
Figure 00000030
(14)
где
Figure 00000013
- число корректировки длины,
(
Figure 00000014
) - число корректировки координат точки, подлежащей измерению,
(N 0 , E 0 , H 0 ) - приблизительные координаты точки, подлежащей измерению,
Li - сумма длины центрирующего стержня и высоты антенны, и
Figure 00000015
- расстояние, вычисленное из координат точки наблюдения и приблизительных координат точки, подлежащей измерению.
Второй тип уравнения по результатам наблюдения составляется в соответствии с косинусом угла наклона между разностью высот и расстоянием между точкой наблюдения и точкой, подлежащей измерению. При условии, что угол наклона при наблюдении в точке наблюдения равен
Figure 00000016
, уравнение результатов наблюдения выглядит следующим образом:
Figure 00000017
(15)
где
Figure 00000018
, так что обеспечено получение следующего уравнения после обработки на основе уравнений:
Figure 00000019
(16)
Уравнение (2) и (4) объединяют для составления набора уравнений расхождений:
Figure 00000020
(17)
где
Figure 00000021
;
Figure 00000022
;
Figure 00000023
;
P - весовая матрица, которую задают в соответствии с точностью значений наблюдения. Если информация о точности значений наблюдений недоступна, P может быть задана в виде единичной матрицы.
В соответствии с критерием взвешенных наименьших квадратов может быть получено следующее уравнение:
Figure 00000024
(18)
Наконец, плоскостное положение (
Figure 00000006
,
Figure 00000007
) точки на земле, подлежащей измерению, и геодезическая высота
Figure 00000008
рассчитываются итерацией цикла.
При условии, что
Figure 00000028
где A - матрица коэффициентов. ATA рассчитывается для получения единичной матрицы размером 3 строки и 3 столбца. Диагональные элементы единичной матрицы суммируются и выполняется вычисление квадратного корня из суммированного значения с получением порогового уровня качества, который называется геометрическим фактором. Геометрический фактор используетcя в качестве показателя точности. Чем меньше геометрический фактор, тем выше точность.
Способ согласно настоящему изобретению может реализовывать следующие аспекты.
1. Требуется только измерительный приемник RTK с информацией об угле наклона, поэтому стоимость дополнительного оборудования исключается.
3. По сравнению с традиционным модулем измерения наклона, который выполняет измерения на основе информации об угле наклона приемника, способ согласно настоящему изобретению не подвержен влиянию каких-либо факторов внешней среды (таких как магнитные помехи, изменение температуры и т. д.).
4. По сравнению с традиционным способом измерения наклона калибровка магнитного поля не требуется.
5. По сравнению с традиционным способом измерения наклона, точность измерения положения нижней части центрирующего стержня зависит от устойчивости геометрической конструкции точки наблюдения, количества и точности точек наблюдения, точности измерения угла наклона, расхождения по длине центрирующего стержня и расхождения по расстоянию до фазового центра антенны. Результаты измерений являются более надежными, а точность измерений более высокой.
6. По сравнению с традиционным способом измерения наклона, стабильность приемника во время измерения не ограничена, и приемник может произвольно колебаться, пока нижняя часть зафиксирована.
7. По сравнению с традиционным способом измерения наклона, может быть задано пороговое значение точности измерения. Когда точность соответствует стандарту, увеличение порогового значения геометрического фактора может сократить время измерения.
Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения был описан выше. Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления, описанными выше. Устройства и конструкции, которые не описаны подробно в данном документе, следует понимать как реализуемые обычным способом, известным в данной области техники. Различные возможные изменения и модификации или эквивалентные варианты осуществления, полученные с помощью эквивалентных замен, могут быть получены любым специалистом в данной области техники из технического решения настоящего изобретения в соответствии со способом и техническими характеристиками, изложенными выше, без отклонения от технического решения настоящего изобретения, что не оказывает никакого влияния на сущность настоящего изобретения. Следовательно, любая простая модификация, эквивалентная замена и модификация, выполненная на основе вышеупомянутого варианта осуществления в соответствии с технической сущностью настоящего изобретения без отступления от содержания технического решения настоящего изобретения, все же должны рассматриваться входящие в объем технического решения настоящего изобретения.

Claims (45)

1. Способ измерения наклона измерительного приемника RTK, который включает следующие этапы:
этап S1: фиксацию нижней части центрирующего стержня и выполнение измерения после наклона и встряхивания;
этап S2: получение последовательности точек измерения, последовательности наклонов в точках измерения, длины измерительного стержня и высоты фазового центра антенны на основе указанного измерения;
этап S3: получение порогового уровня качества позиционирования и геодезических координат точки, подлежащей измерению, на основе значений, полученных в результате измерения;
этап S4: определение того, удовлетворяет ли пороговый уровень качества позиционирования требованию для принятия решения о завершении или продолжении измерения,
отличающийся тем, что этап получения порогового уровня качества позиционирования и геодезических координат подлежащей измерению точки на основе значений, полученных в результате измерения, включает:
составление уравнения первого типа по результатам наблюдения в соответствии с принципом засечки на основе координат положения точки наблюдения и расстояния между точкой наблюдения и точкой, подлежащей измерению;
составление уравнения второго типа по результатам наблюдения в соответствии с косинусом угла наклона между разностью высот и расстоянием между точкой наблюдения и точкой, подлежащей измерению.
2. Способ измерения наклона измерительного приемника RTK по п. 1, отличающийся тем, что этап фиксации нижней части центрирующего стержня и выполнения измерения после выполнения наклона и встряхивания включает:
во время измерения сохранение неизменной длины центрирующего стержня при его использовании и сохранение нижней части центрирующего стержня в зафиксированном состоянии.
3. Способ измерения наклона измерительного приемника RTK по п. 1, отличающийся тем, что этап получения последовательности точек измерения, последовательности наклонов в точках измерения, длины измерительного стержня и высоты фазового центра антенны на основе измерения последовательности включает:
наблюдение и получение геодезических координат (B i , L i , H i ) точки наблюдения и угла θ i наклона при измерении;
преобразование геодезических координат (B i , L i , H i ) точки наблюдения в плоские координаты (N i , E i , H i );
получение плоских координат (
Figure 00000031
,
Figure 00000032
,
Figure 00000033
)подлежащей измерению точки на земле на основе указанных плоских координат (N i , E i , H i ) и преобразование плоских координат (
Figure 00000031
,
Figure 00000032
,
Figure 00000033
) в геодезические координаты (
Figure 00000034
,
Figure 00000035
,
Figure 00000033
).
4. Способ измерения наклона измерительного приемника RTK по п. 1, отличающийся тем, что этап определения того, удовлетворяет ли пороговый уровень качества позиционирования требованию для принятия решения о завершении или продолжении измерения, включает:
определение того, удовлетворяет ли пороговый уровень качества позиционирования требованию, и, если требование не удовлетворено, выполнение этапов S1 - S3; а, если требование удовлетворено, завершение измерения.
5. Способ измерения наклона измерительного приемника RTK по п. 3, отличающийся тем, что этап получения плоских координат (
Figure 00000031
,
Figure 00000032
,
Figure 00000033
) точки на земле, подлежащей измерению, на основе указанных плоских координат (N i , E i , H i ) и преобразование плоских координат (
Figure 00000031
,
Figure 00000032
,
Figure 00000033
) в геодезические координаты (
Figure 00000034
,
Figure 00000035
,
Figure 00000033
) включает:
составление уравнения по результатам наблюдения и выполнение косвенной корректировки;
выполнение грубой оценки в соответствии с невязкой значений наблюдения после косвенной корректировки и вычисление плоских координат (
Figure 00000031
,
Figure 00000032
,
Figure 00000033
) точки на земле, подлежащей измерению.
6. Способ измерения наклона измерительного приемника RTK по п. 1, отличающийся тем, что на этапе составления уравнения первого типа по результатам наблюдения в соответствии с принципом засечки на основе указанных координат положения точки наблюдения и расстояния между точкой наблюдения и точкой, подлежащей измерению, при условии, что плоские координаты фазового центра антенны GPS-приемника равны (N i , E i ) и геодезическая высота равна H i (где i - 1, 2.., n, n - общее количество точек наблюдения, то же самое ниже), и при условии, что плоские координаты и геодезическая высота точки O, подлежащей измерению, равны (
Figure 00000036
соответственно, и расстояние от точки, подлежащей измерению, до точки наблюдения равно
Figure 00000037
, уравнение результатов наблюдения выражается следующим уравнением:
Figure 00000038
(1)
после линеаризации получают следующее уравнение:
Figure 00000039
(2)
где
Figure 00000040
- число корректировки длины;
(
Figure 00000041
) - число корректировки координат точки, подлежащей измерению,
(N0, E0, H0) - приблизительные координаты точки, подлежащей измерению,
Li - сумма длины центрирующего стержня и высот антенны;
Figure 00000042
- расстояние, вычисленное по координатам точки наблюдения и приблизительным координатам точки, подлежащей измерению.
7. Способ измерения наклона измерительного приемника RTK по п. 1, отличающийся тем, что на этапе составления уравнения второго типа по результатам наблюдения в соответствии с косинусом угла наклона между разностью высот и расстоянием между точкой наблюдения и точкой, подлежащей измерению, при условии, что при наблюдении угол наклона в точке наблюдения равен
Figure 00000043
, уравнение результатов наблюдения выражено следующим уравнением:
Figure 00000044
(3)
где
Figure 00000045
, так что обеспечено получение следующего уравнения после обработки на основе указанного уравнения:
Figure 00000046
(4),
объединяют уравнение (2) и уравнение (4) для составления набора уравнений расхождений:
Figure 00000047
(5)
где
Figure 00000048
;
Figure 00000049
;
Figure 00000050
;
P - весовая матрица, заданная в соответствии с точностью значений наблюдения, причем, если информация о точности значений наблюдения отсутствует, P может быть задана как единичная матрица.
8. Способ измерения наклона измерительного приемника RTK по п. 7, отличающийся тем, что способ включает следующие этапы:
получение следующего уравнения по критерию взвешенного наименьшего квадрата:
Figure 00000051
(6)
окончательное вычисление плоскостного положения (
Figure 00000031
,
Figure 00000032
) точки на земле, подлежащей измерению, и геодезической высоты
Figure 00000033
 посредством итераций в цикле;
и при условии, что
Figure 00000052
где A - матрица коэффициентов;
вычисление ATA для получения единичной матрицы размером 3 строки и 3 столбца и суммирование диагональных элементов единичной матрицы, а затем вычисление квадратного корня из суммированного значения с получением порогового уровня качества.
RU2019107900A 2017-01-10 2017-06-20 Способ измерения наклона измерительного приемника rtk RU2716360C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710016455.6 2017-01-10
CN201710016455.6A CN106595583B (zh) 2017-01-10 2017-01-10 一种rtk测量接收机倾斜测量方法
PCT/CN2017/089091 WO2018129865A1 (zh) 2017-01-10 2017-06-20 一种rtk测量接收机倾斜测量方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2716360C1 true RU2716360C1 (ru) 2020-03-11

Family

ID=58583263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019107900A RU2716360C1 (ru) 2017-01-10 2017-06-20 Способ измерения наклона измерительного приемника rtk

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10591295B2 (ru)
EP (1) EP3489626A4 (ru)
CN (1) CN106595583B (ru)
RU (1) RU2716360C1 (ru)
WO (1) WO2018129865A1 (ru)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106595583B (zh) 2017-01-10 2021-04-30 上海华测导航技术股份有限公司 一种rtk测量接收机倾斜测量方法
CN107991694B (zh) * 2017-11-24 2022-02-18 上海华测导航技术股份有限公司 一种基于rtk基准站姿态监控系统及其监控方法
CN108362263B (zh) * 2018-02-10 2020-06-12 杭州后博科技有限公司 一种多段铁塔的倾斜危险评估方法及系统
CN108507534A (zh) * 2018-03-09 2018-09-07 广州市中海达测绘仪器有限公司 Rtk倾斜测量方法和系统
CN108663695A (zh) * 2018-05-16 2018-10-16 桂林好测信息科技有限公司 一种用于gnss rtk偏移测量的方法
CN109683184B (zh) * 2018-12-25 2023-05-12 深圳市华信天线技术有限公司 一种倾斜地面坐标测量方法
CN109696153B (zh) * 2018-12-25 2021-09-14 广州市中海达测绘仪器有限公司 Rtk倾斜测量精度检测方法和系统
CN111654318A (zh) * 2020-05-25 2020-09-11 湖南科技大学 复杂地形下rtk信号增强移动端及用法
CN114199115B (zh) * 2020-09-18 2024-04-02 千寻位置网络有限公司 对中杆杆长校准方法、rtk接收机系统倾斜测量方法及系统
CN112284356B (zh) * 2020-09-29 2023-01-24 深圳冰河导航科技有限公司 一种基于rtk的墙角坐标自动测量方法
CN112325846B (zh) * 2020-10-21 2021-07-02 北京航空航天大学 一种rtk倾斜测量精度提升方法
CN112765824B (zh) * 2021-01-26 2024-04-19 西安电子科技大学 面向立方星伞状天线面形精度的铰链随机误差设计方法
CN112945198B (zh) * 2021-02-02 2023-01-31 贵州电网有限责任公司 一种基于激光lidar点云的输电线路铁塔倾斜自动检测方法
CN115711608B (zh) * 2022-11-04 2024-06-11 沪东中华造船(集团)有限公司 一种艉管后轴承双斜率的测量方法
CN116026293B (zh) * 2023-01-05 2023-12-19 桂林理工大学 激光gnss-rtk全站仪坐标转换方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080049105A1 (en) * 2006-08-28 2008-02-28 Fujitsu Limited Moving object locating device, moving object locating method, and computer product
CN103439727A (zh) * 2013-08-29 2013-12-11 广州吉欧电子科技有限公司 一种地面坐标的测量方法
CN105424013A (zh) * 2016-01-11 2016-03-23 广州吉欧电子科技有限公司 一种地面坐标的测量方法
CN106291609A (zh) * 2016-07-29 2017-01-04 极翼机器人(上海)有限公司 一种rtk精度评估方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH112521A (ja) * 1997-06-13 1999-01-06 Fuji Photo Optical Co Ltd 傾斜センサを備えた位置計測作図装置
US6633256B2 (en) * 2001-08-24 2003-10-14 Topcon Gps Llc Methods and systems for improvement of measurement efficiency in surveying
EP1645846A1 (de) * 2004-10-11 2006-04-12 Leica Geosystems AG Geodätisches positionsbestimmungssystem
CN101490505B (zh) * 2006-07-12 2012-06-06 天宝导航有限公司 使用gps接收器提供二维位置数据的有高度修正的手持式激光探测器
US8125379B2 (en) * 2008-04-28 2012-02-28 Trimble Navigation Limited Position measurement results by a surveying device using a tilt sensor
CN101806906A (zh) * 2010-04-14 2010-08-18 上海华测导航技术有限公司 基于gnss的位置坐标实时动态组合测量装置及方法
CN102338632B (zh) * 2010-07-15 2013-04-10 中国地震局地震研究所 台阵布设的精密定位方法
KR20130133596A (ko) * 2012-05-29 2013-12-09 수원대학교산학협력단 전주 기울기 측정 방법 및 장치
US10101459B2 (en) * 2014-06-06 2018-10-16 Carlson Software, Inc. GNSS mobile base station and data collector with electronic leveling
CN104215229B (zh) * 2014-08-07 2017-05-24 广州市中海达测绘仪器有限公司 Rtk设备调节方法、系统及rtk测量方法
US10338228B2 (en) * 2014-12-18 2019-07-02 Javad Gnss, Inc. Portable GNSS survey system
CN205670006U (zh) * 2016-06-07 2016-11-02 北京恒华伟业科技股份有限公司 一种rtk倾斜测量装置
CN106595583B (zh) * 2017-01-10 2021-04-30 上海华测导航技术股份有限公司 一种rtk测量接收机倾斜测量方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080049105A1 (en) * 2006-08-28 2008-02-28 Fujitsu Limited Moving object locating device, moving object locating method, and computer product
CN103439727A (zh) * 2013-08-29 2013-12-11 广州吉欧电子科技有限公司 一种地面坐标的测量方法
CN105424013A (zh) * 2016-01-11 2016-03-23 广州吉欧电子科技有限公司 一种地面坐标的测量方法
CN106291609A (zh) * 2016-07-29 2017-01-04 极翼机器人(上海)有限公司 一种rtk精度评估方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190310083A1 (en) 2019-10-10
EP3489626A1 (en) 2019-05-29
WO2018129865A1 (zh) 2018-07-19
CN106595583B (zh) 2021-04-30
EP3489626A4 (en) 2020-03-18
US10591295B2 (en) 2020-03-17
CN106595583A (zh) 2017-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2716360C1 (ru) Способ измерения наклона измерительного приемника rtk
JP5614903B2 (ja) 地盤変化の調査方法
KR100686287B1 (ko) 공간정보/위치정보의 정밀 위치정보 변환을 위한 변동량모델링 방법
RU2013129852A (ru) Оценивание поверхностных данных
Zahorec et al. Numerical calculation of terrain correction within the Bouguer anomaly evaluation (program Toposk)
Peprah et al. Performance evaluation of the Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008)–a case study
Oluyori et al. Computations of geoid undulation from comparison of GNSS/levelling with EGM 2008 for geodetic applications
Ismail et al. Establishment of new fitted geoid model in Universiti Teknologi Malaysia
Mishra et al. Development of a geoid model by geometric method
CN111830536A (zh) 一种结合地形影响的卫星可见性判断方法
Dickson Control surveys: Why things are the way they are and not the way you think they should be
Mulu et al. Positional Accuracy Evaluation of Google Earth in Addis Ababa, Ethiopia
Alharthy¹ et al. Analysis and accuracy assessment of airborne laserscanning system
US11418914B2 (en) Characterizing height above terrain confidence
Janssen et al. Evaluating the performance of AUSGeoid2020 in NSW
Sudalaimuthu et al. Development of linear regression model to predict ground elevation from satellite elevation–statistical approach
Erenoglu et al. On the performance of GNSS levelling over steep slopes
Kerr Height modernization from static GPS networks in Oregon: Evaluating NGS guidelines and OPUS-Projects
Amran et al. Horizontal coordinate accuracy of google earth on the coverage of small islands of Makassar City, Indonesia
Burša et al. Monitoring geoidal potential on the basis of TOPEX/POSEIDON altimeter data and EGM96
Celms et al. National Height System Testing in Baltic Countries Using GNSS Measurements
Said et al. Up dating large scale maps using High Resolution Satellite Image
Janssen et al. Performance evaluation of AUSGeoid2020 in NSW
Kattan et al. Evaluating the accuracy of Google Earth DEM using GPS coordinates Case study: Duhok Governorate
Ferrara et al. Adaptation of the Global Geoid Model EGM2008 on Campania Region (Italy) based on geodetic network points