專利名稱：互聯(lián)式多功能定位測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地理位置測(cè)量裝置，尤其是一種即可利用衛(wèi)星定位儀進(jìn)行精密定位，又可通過斜距、水平角和垂直角的精確測(cè)量實(shí)現(xiàn)空間位置傳遞，且具備區(qū)域測(cè)量數(shù)據(jù)同步實(shí)時(shí)處理能力，可提高測(cè)量精度和工作效率的互聯(lián)式多功能定位測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
目前，利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)(Continuous Operational Reference System,縮寫為C0RS)已成為城市衛(wèi)星定位應(yīng)用的發(fā)展熱點(diǎn)，CORS的建立和應(yīng)用有力地推動(dòng)了城市數(shù)字化、信息化的建設(shè)。按照應(yīng)用的精度不同，CORS系統(tǒng)的用戶可以分為測(cè)繪與工程用戶(厘米、分米級(jí))、車輛導(dǎo)航與定位用戶(米級(jí))、高精度用戶(事后處理)及氣象用戶等幾類。作為直接的高精度應(yīng)用領(lǐng)域，CORS徹底改變了傳統(tǒng)大地測(cè)量及工程測(cè)量的作業(yè)方式，如傳統(tǒng)的三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)測(cè)量方法逐漸被衛(wèi)星定位測(cè)邊網(wǎng)取代，傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀、平板儀、全站儀、測(cè)距儀也逐漸被衛(wèi)星定位儀取代。然而，基于CORS的精密定位在實(shí)際測(cè)量應(yīng)用過程中還存在著如下不足
(1)在樹林、隧道和高樓附近等地帶，衛(wèi)星信號(hào)受到遮擋，衛(wèi)星定位測(cè)量存在盲區(qū)，由于衛(wèi)星定位儀只能被動(dòng)給出位置坐標(biāo)信息，而不具備自主式測(cè)角、測(cè)距及自主位置傳遞能力，特別是不具備定向功能，無法獲取盲區(qū)測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)信息，制約了在工程保障測(cè)量中的應(yīng)用；
(2)為了完成一幅地形、地籍測(cè)圖或工程保障測(cè)量任務(wù)，常采用多個(gè)衛(wèi)星定位儀同時(shí)作業(yè)，由于每個(gè)定位儀只能與CORS系統(tǒng)通訊聯(lián)系，各衛(wèi)星定位儀之間不能實(shí)現(xiàn)通訊，不具備區(qū)域測(cè)量數(shù)據(jù)同步實(shí)時(shí)處理及一體化測(cè)圖能力，限制了測(cè)量作業(yè)過程的優(yōu)化和作業(yè)效率的提聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，提供一種即可利用衛(wèi)星定位儀進(jìn)行精密定位，又可通過斜距、水平角和垂直角的精確測(cè)量實(shí)現(xiàn)空間位置傳遞，且具備區(qū)域測(cè)量數(shù)據(jù)同步實(shí)時(shí)處理能力，可提高測(cè)量精度和工作效率的互聯(lián)式多功能定位測(cè)量?jī)x。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種互聯(lián)式多功能定位測(cè)量?jī)x，有測(cè)量標(biāo)桿及水準(zhǔn)器，在測(cè)量標(biāo)桿的頂端設(shè)有衛(wèi)星定位接收模塊接口，在測(cè)量標(biāo)桿上設(shè)有與衛(wèi)星定位接收模塊接口相接的控制模塊，與控制模塊相接有通信模塊，與通信模塊相接有測(cè)量終端；在測(cè)量標(biāo)桿中部滑動(dòng)連接有與測(cè)量標(biāo)桿同軸的套筒，套筒下端與第一軸角編碼器相接，第一軸角編碼器的輸出與控制模塊相接，在套筒上還設(shè)有穿過軸線的徑向轉(zhuǎn)軸，與徑向轉(zhuǎn)軸相接有第二軸角編碼器及視準(zhǔn)軸垂直于徑向轉(zhuǎn)軸的測(cè)距模塊，第二軸角編碼器的輸出與控制模塊相接。所述測(cè)量標(biāo)桿置于夾套式固定架內(nèi)，所述夾套式固定架有環(huán)狀基座及與環(huán)形基座相接的支腳，在環(huán)狀基座上均布有至少三個(gè)可頂住測(cè)量標(biāo)桿的橫向頂絲。
所述套筒外還設(shè)有與徑向轉(zhuǎn)軸相接的轉(zhuǎn)動(dòng)架，所述測(cè)距模塊固定在轉(zhuǎn)動(dòng)架上，所述轉(zhuǎn)動(dòng)架有兩根接于徑向轉(zhuǎn)軸軸端的橫架，兩根橫架一端與開口向上的半圓架相接，兩根橫架的另一端與開口向下的半圓架相接，開口向上的半圓架及開口向下的半圓架的內(nèi)徑均與套筒的外徑吻合。所述套筒軸向中間部分的一側(cè)有連接側(cè)壁，所述徑向轉(zhuǎn)軸固定于側(cè)壁上，第二軸角編碼器及測(cè)距模塊分別位于連接側(cè)壁的外側(cè)及內(nèi)側(cè)。所述套筒軸向中間部分的相對(duì)兩側(cè)設(shè)有連接側(cè)壁，所述徑向轉(zhuǎn)軸兩端固定于側(cè)壁上，第二軸角編碼器及測(cè)距模塊分別位于兩個(gè)連接側(cè)壁的內(nèi)側(cè)。所述測(cè)距模塊是激光或紅外測(cè)距儀，在測(cè)量標(biāo)桿上設(shè)有反射棱鏡。本發(fā)明是將控制模塊、衛(wèi)星定位接收模塊接口、通信模塊、軸角編碼器、測(cè)距模塊等集成在測(cè)量標(biāo)桿上構(gòu)成一柱狀測(cè)量裝置，在衛(wèi)星信號(hào)不受遮擋的測(cè)點(diǎn)，直接利用衛(wèi)星定位儀進(jìn)行精密定位；在信號(hào)受遮擋的測(cè)點(diǎn)，通過斜距、水平角和垂直角的精確測(cè)量實(shí)現(xiàn)空間位置傳遞；本發(fā)明中的柱狀測(cè)量裝置和測(cè)量終端的數(shù)量可靈活配置(如一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一、多對(duì)多)，利用無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成區(qū)域測(cè)量系統(tǒng)，具備了區(qū)域測(cè)量數(shù)據(jù)同步實(shí)時(shí)處理、一體化測(cè)圖能力，可有效提高測(cè)量精度和工作效率。


圖1、圖2、圖3、圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的電路原理框圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是圖6的A-A視圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例2的使用狀態(tài)圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 :
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示與現(xiàn)有技術(shù)相同，有用碳纖維、合金等制成的圓柱狀測(cè)量標(biāo)桿1，在測(cè)量標(biāo)桿I上固定有水準(zhǔn)器2，測(cè)量標(biāo)桿I表面標(biāo)有刻度，水準(zhǔn)器2選用圓水準(zhǔn)器，在測(cè)量標(biāo)桿I的頂端設(shè)有衛(wèi)星定位接收模塊接口 3，與衛(wèi)星定位接收模塊接口 3相接的以ARM處理器為核心的控制模塊4，與控制模塊4相接有通信模塊5，與通信模塊5有線或無線相接有測(cè)量終端7。通信模塊5可采用具有藍(lán)牙適配器的通信模塊5，測(cè)量終端7可以是能夠?qū)崿F(xiàn)有線或無線通信的智能手機(jī)、掌上電腦或通用便攜式計(jì)算機(jī)等。在測(cè)量標(biāo)桿I中部滑動(dòng)連接有與測(cè)量標(biāo)桿I同軸的套筒8，可在套筒8的下端相接一個(gè)帶法蘭盤的滾針軸承，套筒8通過滾針軸承與測(cè)量標(biāo)桿I滑動(dòng)相接，即套筒8可以繞測(cè)量標(biāo)桿I轉(zhuǎn)動(dòng)。套筒8下端的法蘭盤與第一軸角編碼器9相接，第一軸角編碼器9的輸出與控制模塊4相接，在套筒8上還設(shè)有穿過軸線的徑向轉(zhuǎn)軸10，徑向轉(zhuǎn)軸10與套筒8的側(cè)壁之間可設(shè)置軸套或軸承，即徑向轉(zhuǎn)軸10可相對(duì)套筒8轉(zhuǎn)動(dòng)。與徑向轉(zhuǎn)軸10相接有第二軸角編碼器11及位于套筒8外的轉(zhuǎn)動(dòng)架12，第二軸角編碼器11的輸出與控制模塊4相接，在轉(zhuǎn)動(dòng)架12上固定有視準(zhǔn)軸垂直于徑向轉(zhuǎn)軸10的測(cè)距模塊13。第一軸角編碼器9和第二軸角編碼器11可選用雷尼紹絕對(duì)式圓光柵，測(cè)距模塊11采用激光測(cè)距傳感器，整個(gè)電路均由設(shè)置在測(cè)量標(biāo)桿I上的鋰電池組供電。轉(zhuǎn)動(dòng)架12可隨徑向轉(zhuǎn)軸10轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)可以是多種形式，最好是如圖
2、3、4所示，有兩根接于徑向轉(zhuǎn)軸10軸端的橫架19，兩根橫架19 一端與開口向上的半圓架20相接，兩根橫架19的另一端與開口向下的半圓架21相接，開口向上的半圓架20及開口向下的半圓架21的內(nèi)徑均與套筒8的外徑吻合，第二軸角編碼器11和測(cè)距模塊13分別置于兩根橫架19上。攜帶時(shí)，可將轉(zhuǎn)動(dòng)架12扣合在套筒8上，占用空間小，便于攜帶。使用方法
a.首先，將衛(wèi)星定位接收模塊安裝于衛(wèi)星定位接收模塊接口3上，在衛(wèi)星信號(hào)不受遮擋的測(cè)點(diǎn)，直接利用衛(wèi)星定位接收模塊進(jìn)行精密定位測(cè)量，所測(cè)得的數(shù)據(jù)由控制模塊4進(jìn)行處理，通過通信模塊5外傳至測(cè)量終端7 ;測(cè)量終端7同時(shí)可通過GSM網(wǎng)絡(luò)利用GPRS實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換，特別是獲取CORS系統(tǒng)提供的碼相位/載波相位差分修正信息數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位；
b.在樹林、隧道和高樓附近等信號(hào)受到遮擋的待測(cè)點(diǎn)，不能直接利用衛(wèi)星定位接收模塊進(jìn)行精密定位測(cè)量，此時(shí)將本發(fā)明實(shí)施例1安置在信號(hào)不受遮擋且離待測(cè)點(diǎn)最近的地方，觀察水準(zhǔn)器2，整平測(cè)量標(biāo)桿1，確定方位基準(zhǔn)后轉(zhuǎn)動(dòng)套筒8及轉(zhuǎn)動(dòng)架12使測(cè)距模塊13對(duì)準(zhǔn)待測(cè)點(diǎn)，利用測(cè)距模塊13和第一軸角編碼器9、第二軸角編碼器11對(duì)待測(cè)點(diǎn)的斜距、水平角和垂直角進(jìn)行聯(lián)測(cè)，測(cè)距模塊13和第一軸角編碼器9、第二軸角編碼器11將所測(cè)數(shù)據(jù)傳至控制模塊4并由控制模塊4進(jìn)行處理，根據(jù)所測(cè)得的兩點(diǎn)之間的斜距、水平角和垂直角，由信號(hào)不受遮擋的測(cè)點(diǎn)位置推算出待測(cè)點(diǎn)的地理位置，與上述a步驟相同，通過通信模塊5外傳至測(cè)量終端7。實(shí)施例2
如圖6、7所示基本結(jié)構(gòu)及電路原理均同實(shí)施例1。與實(shí)施例1所不同的是在測(cè)量標(biāo)桿I上設(shè)有反射棱鏡14，采用360°反射棱鏡。測(cè)量標(biāo)桿I置于夾套式固定架15內(nèi)，所述夾套式固定架15有環(huán)形基座16及與環(huán)形基座16相接的支腳17，在環(huán)狀基座16上均布有至少三個(gè)可頂住測(cè)量標(biāo)桿I的橫向頂絲18，便于測(cè)量標(biāo)桿I的固定及整平。如圖8所示配置有兩個(gè)柱狀測(cè)量裝置和三個(gè)測(cè)量終端7，其中兩個(gè)測(cè)量終端7采用安裝有專用軟件的掌上電腦(PDA)、第三個(gè)測(cè)量終端7則采用配有專用軟件的筆記本電腦，利用W1-Fi網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建本地區(qū)域無線測(cè)量工作網(wǎng)，利用筆記本電腦通過3G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交換。使用方法
a.首先，將衛(wèi)星定位接收模塊安裝于衛(wèi)星定位接收模塊接口3上，在衛(wèi)星信號(hào)不受遮擋的測(cè)點(diǎn)，直接利用衛(wèi)星定位接收模塊進(jìn)行精密定位測(cè)量，具體工作過程同實(shí)施例1 ;
b.在樹林、隧道和高樓附近等信號(hào)受到遮擋的測(cè)點(diǎn)，不能直接利用衛(wèi)星定位接收模塊進(jìn)行精密定位測(cè)量，此時(shí)將本發(fā)明實(shí)施例2兩個(gè)柱狀測(cè)量裝置分別安置在待測(cè)點(diǎn)和信號(hào)不受遮擋且離待測(cè)點(diǎn)最近的地方，利用兩個(gè)柱狀測(cè)量裝置上的測(cè)距模塊和軸角編碼器進(jìn)行對(duì)等雙向聯(lián)測(cè)(對(duì)等雙向觀測(cè)可提高測(cè)量精度和可靠性)，利用兩個(gè)柱狀測(cè)量裝置之間的斜距、水平角和垂直角由信號(hào)不受遮擋的測(cè)點(diǎn)位置精確推算出信號(hào)遮擋測(cè)點(diǎn)的位置，上述測(cè)量及數(shù)據(jù)處理的具體操作過程同實(shí)施例1，之后將所有測(cè)量的位置信息均實(shí)時(shí)發(fā)送至掌上電腦(PDA)和筆記本電腦的終端上，采用專用軟件對(duì)區(qū)域測(cè)量作業(yè)過程進(jìn)行優(yōu)化控制，并對(duì)區(qū)域測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行同步實(shí)時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)區(qū)域一體化成圖。實(shí)施例3
如圖9所示基本結(jié)構(gòu)及測(cè)量方法同實(shí)施例1，與實(shí)施例1所不同的是所述套筒8軸向中間部分只有一側(cè)有連接側(cè)壁22，徑向轉(zhuǎn)軸10通過軸套或軸承等固定于側(cè)壁22上，可相對(duì)連接側(cè)壁22轉(zhuǎn)動(dòng)，第二軸角編碼器11及測(cè)距模塊13分別位于連接側(cè)壁22的外側(cè)及內(nèi)側(cè)。實(shí)施4
如圖10所示基本結(jié)構(gòu)及測(cè)量方法同實(shí)施例1，與實(shí)施例1所不同的是所述套筒8軸向中間部分的相對(duì)兩側(cè)設(shè)有連接側(cè)壁22，徑向轉(zhuǎn)軸10兩端通過軸套或軸承等固定于側(cè)壁22上，第二軸角編碼器11及測(cè)距模塊13分別位于兩個(gè)連接側(cè)壁22的內(nèi)側(cè)。
權(quán)利要求
1.一種互聯(lián)式多功能定位測(cè)量?jī)x，有測(cè)量標(biāo)桿(I)及水準(zhǔn)器(2)，其特征在于在測(cè)量標(biāo)桿(I)的頂端設(shè)有衛(wèi)星定位接收模塊接口(3)，在測(cè)量標(biāo)桿(I)上設(shè)有與衛(wèi)星定位接收模塊接口(3)相接的控制模塊(4)，與控制模塊(4)相接有通信模塊(5)，與通信模塊(5)相接有測(cè)量終端(7);在測(cè)量標(biāo)桿(I)中部滑動(dòng)連接有與測(cè)量標(biāo)桿(I)同軸的套筒(8)，套筒(8)下端與第一軸角編碼器(9)相接，第一軸角編碼器(9)的輸出與控制模塊(4)相接，在套筒(8)上還設(shè)有穿過軸線的徑向轉(zhuǎn)軸(10)，與徑向轉(zhuǎn)軸(10)相接有第二軸角編碼器(11)及視準(zhǔn)軸垂直于徑向轉(zhuǎn)軸(10)的測(cè)距模塊(13)，第二軸角編碼器(11)及測(cè)距模塊(13)的輸出與控制模塊(4)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互聯(lián)式多功能定位測(cè)量?jī)x，其特征在于所述測(cè)量標(biāo)桿(I)置于夾套式固定架(15)內(nèi)，所述夾套式固定架(15)有環(huán)狀基座(16)及與環(huán)形基座(16)相接的支腳(17)，在環(huán)狀基座(16)上均布有至少三個(gè)可頂住測(cè)量標(biāo)桿(I)的橫向頂絲(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的互聯(lián)式多功能定位測(cè)量?jī)x，其特征在于在所述套筒(8)外還設(shè)有與徑向轉(zhuǎn)軸(IO )相接的轉(zhuǎn)動(dòng)架(12 )，所述測(cè)距模塊(13 )固定在轉(zhuǎn)動(dòng)架(12 )上，所述轉(zhuǎn)動(dòng)架(12)有兩根接于徑向轉(zhuǎn)軸(9)軸端的橫架(19)，兩根橫架(19)一端與開口向上的半圓架(20)相接，兩根橫架(19)的另一端與開口向下的半圓架(21)相接，開口向上的半圓架(20)及開口向下的半圓架(21)的內(nèi)徑均與套筒(8)的外徑吻合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的互聯(lián)式多功能定位測(cè)量?jī)x，其特征在于所述套筒(8)軸向中間部分的一側(cè)有連接側(cè)壁(22)，所述徑向轉(zhuǎn)軸(10)固定于側(cè)壁(22)上，第二軸角編碼器(11)及測(cè)距模塊(13 )分別位于連接側(cè)壁(22 )的外側(cè)及內(nèi)側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的互聯(lián)式多功能定位測(cè)量?jī)x，其特征在于所述套筒(8)軸向中間部分的相對(duì)兩側(cè)設(shè)有連接側(cè)壁(22)，所述徑向轉(zhuǎn)軸(10)兩端固定于側(cè)壁(22)上，第二軸角編碼器(11)及測(cè)距模塊(13 )分別位于兩個(gè)連接側(cè)壁(22 )的內(nèi)側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的互聯(lián)式多功能定位測(cè)量?jī)x，其特征在于所述測(cè)距模塊(13)是激光或紅外測(cè)距儀，在測(cè)量標(biāo)桿(I)上設(shè)有反射棱鏡(14)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種互聯(lián)式多功能定位測(cè)量?jī)x，有測(cè)量標(biāo)桿及水準(zhǔn)器，在測(cè)量標(biāo)桿的頂端設(shè)有衛(wèi)星定位接收模塊接口，在測(cè)量標(biāo)桿上設(shè)有與衛(wèi)星定位接收模塊接口相接的控制模塊，與控制模塊相接有通信模塊，與通信模塊相接有測(cè)量終端；在測(cè)量標(biāo)桿中部滑動(dòng)連接有與測(cè)量標(biāo)桿同軸的套筒，套筒下端與第一軸角編碼器相接，第一軸角編碼器的輸出與控制模塊相接，在套筒上還設(shè)有穿過軸線的徑向轉(zhuǎn)軸，與徑向轉(zhuǎn)軸相接有第二軸角編碼器及視準(zhǔn)軸垂直于徑向轉(zhuǎn)軸的測(cè)距模塊，第二軸角編碼器和測(cè)距模塊的輸出與控制模塊相接。
文檔編號(hào)G01S19/45GK103048669SQ20121046727
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者劉雁春, 付建國(guó), 王海亭 申請(qǐng)人:劉雁春, 付建國(guó), 王海亭