專利名稱：大地測(cè)量系統(tǒng)和操作大地測(cè)量系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大地測(cè)量系統(tǒng)，和一種操作大地測(cè)量系統(tǒng)的方法。特別地，本發(fā)明涉及一種大地測(cè)量系統(tǒng)，其包括地面測(cè)量?jī)x器，以及用于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的天線和接收器。
背景技術(shù)：
目前，使用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的大地測(cè)量方法可達(dá)到亞厘米級(jí)定位精度。該精度尤其通過(guò)使用如差分測(cè)量(differential measurement)方法或多通道接收器的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在差分測(cè)量方法中，同時(shí)進(jìn)行使用兩個(gè)裝置的測(cè)量。多通道接收器可接收多個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)。使用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)以進(jìn)行大地測(cè)量的另一個(gè)好處是不需要個(gè)別測(cè)量?jī)x器之間的視線連接。而且，與相似精度的地面測(cè)量相比，天氣和一天的時(shí)間狀況對(duì)于這種測(cè)量不
太重要。然而，在障礙物的近鄰位置，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的信號(hào)接收可能會(huì)比較差。所述障礙物例如可以是葉子或磚砌結(jié)構(gòu)。因此，應(yīng)用不同測(cè)量技術(shù)的結(jié)合(例如地面測(cè)量技術(shù)和使用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)合)是有利地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于高效執(zhí)行大地測(cè)量的大地測(cè)量系統(tǒng)。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種用于操作這種大地測(cè)量系統(tǒng)的方法。實(shí)施例提供了一種大地測(cè)量系統(tǒng)，包括第一測(cè)量單元和第二測(cè)量單元；其中第一和第二測(cè)量單元中的每一個(gè)被構(gòu)造為執(zhí)行測(cè)量以獲取各自測(cè)量單元的定位數(shù)據(jù)。該大地測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步包括第一傾角儀，用于獲取第一傾角儀的傾角數(shù)據(jù)，該傾角數(shù)據(jù)表示在第一測(cè)量單元測(cè)量的垂直傾角；以及第二傾角儀，用于獲取第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)，該傾角數(shù)據(jù)表示在第二測(cè)量單元測(cè)量的垂直傾角。該大地測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)造為，根據(jù)第一傾角儀和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)，確定在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整(verticaladjustment)的水平面中第一傾角儀和第二傾角儀之間的相對(duì)方向角(orientation angle)。因此，提供了一種大地測(cè)量系統(tǒng)，其允許獲取有關(guān)第一測(cè)量單元相對(duì)于第二測(cè)量單元的方向的信息。該大地測(cè)量系統(tǒng)例如可由多個(gè)大地測(cè)量單元組成，多個(gè)大地測(cè)量單元彼此可拆卸地連接。在測(cè)量單元被分開(kāi)并且重新連接之后，該大地測(cè)量系統(tǒng)可在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)垂直調(diào)整的水平面中確定測(cè)量單元之間的相對(duì)方向角。大地測(cè)量系統(tǒng)可包括耦合系統(tǒng)，其被構(gòu)造為使得第二測(cè)量單元可拆卸地耦合到第一測(cè)量單元。該耦合系統(tǒng)可包括螺紋連接、鎖定連接和/或夾緊連接。該第一和/或第二測(cè)量單元可被構(gòu)造為手提式單元，其可拆卸地連接到剩余的大地測(cè)量系統(tǒng)上。該第一和/或第二測(cè)量單元可被構(gòu)造為使得它們的位置可適應(yīng)于單個(gè)用戶的需要，如身體大小。當(dāng)用戶改變至少一個(gè)測(cè)量單元的位置之后，該大地測(cè)量系統(tǒng)可以確定在水平面中第一傾角儀相對(duì)于第二傾角儀的相對(duì)方向角。第一測(cè)量單元可包括衛(wèi)星測(cè)量系統(tǒng)，其被構(gòu)造為通過(guò)接收全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的信號(hào)來(lái)進(jìn)行定位。第二測(cè)量單元可以是地面測(cè)量?jī)x器，例如距離測(cè)量系統(tǒng)、經(jīng)緯儀和/或全站儀。該距離測(cè)量系統(tǒng)可以是光電距離測(cè)量系統(tǒng)，尤其是激光距離測(cè)量?jī)x器。根據(jù)定位數(shù)據(jù)可以確定大地坐標(biāo)。定位數(shù)據(jù)例如是通過(guò)衛(wèi)星測(cè)量系統(tǒng)獲得的距離測(cè)量系統(tǒng)與目標(biāo)的距離，目標(biāo)的水平角度，目標(biāo)的垂直角度，測(cè)點(diǎn)的位置和/或高度數(shù)據(jù)。通過(guò)確定第一傾角儀和第二傾角儀之間的相對(duì)方向角，可以將第一測(cè)量單元的定位數(shù)據(jù)和第二測(cè)量單元的定位數(shù)據(jù)與共同的坐標(biāo)系關(guān)聯(lián)起來(lái)。舉例來(lái)說(shuō)，第一測(cè)量單元是衛(wèi)星測(cè)量系統(tǒng)，以及第二測(cè)量單元是地面測(cè)量系統(tǒng)。因此，基于相對(duì)方向角，可確定本地坐標(biāo)系相對(duì)于全球坐標(biāo)系的位置和方向。而且，通過(guò)使用兩個(gè)傾角儀的傾角數(shù)據(jù)，可能提高一個(gè)測(cè)量單元的定位精度。舉例來(lái)說(shuō)，第一傾角儀測(cè)量大地測(cè)量系統(tǒng)的桿或三腳架的垂直傾角，而第二傾角儀測(cè)量距離測(cè)量系統(tǒng)的距離測(cè)量軸的垂直傾角，該距離測(cè)量系統(tǒng)連接到桿或三腳架。基于確定的相對(duì)方向角，可以根據(jù)測(cè)得的三腳架或桿的傾角，校正距離測(cè)量單元的測(cè)得的距離。因此，可以獲得準(zhǔn)確的距離測(cè)量，即使桿或三腳架處于不完善的垂直調(diào)整中。該第一和/或第二傾角儀可以是雙軸傾角儀。第一和第二測(cè)量軸可定義一測(cè)量平面。該第一和第二測(cè)量軸可彼此垂直地定向。第一和/第二傾角儀可以是電子加速度計(jì)。特別地，該傾角儀可以是微機(jī)電(MEMS)加速度計(jì)。該微機(jī)電加速度計(jì)可以是彈簧質(zhì)量系統(tǒng)，其包括一個(gè)或多個(gè)表示“彈簧”的二氧化硅網(wǎng)(silica web)，每一個(gè)二氧化硅網(wǎng)都是幾微米寬。該質(zhì)量也可以由二氧化硅組成。第一和/或第二傾角儀可構(gòu)造為液位傾斜傳感器。該液位傾斜傳感器可被構(gòu)造使得相對(duì)于其余的傾斜傳感器，測(cè)量液面(如液-氣表面)的傾斜。液位傾斜傳感器可包括電的或電子的探測(cè)器。液位傾斜傳感器可被構(gòu)造使得激光束在液面反射以及由位置靈敏探測(cè)器檢測(cè)該反射的激光束。該位置靈敏探測(cè)器可包括CMOS傳感器和CCD傳感器。美國(guó)專利7，388，658 B2中公開(kāi)了液位傾斜傳感器的示例性實(shí)施例，該專利的全部?jī)?nèi)容在此以引用方式并入本文。傾角數(shù)據(jù)可表示傾角儀的測(cè)量平面的傾斜角和/或傾斜方向。該傾斜角可定義為傾角儀的測(cè)量平面相對(duì)于重力水平面(即垂直于重力向量定向的平面)的傾斜角度。該傾斜方向可定義為在重力水平面中的單位向量，其中傾斜方向定向在相對(duì)于重力水平面的測(cè)量平面的梯度方向上。第一和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)表示各自測(cè)量單元的垂直傾角的測(cè)量。測(cè)量單元的垂直傾角例如可以根據(jù)傾角數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)而獲得。該校準(zhǔn)建立了傾角儀的傾角與傾斜方向以及測(cè)量單元傾角與的傾斜方向之間的關(guān)系。第一和第二傾角儀可為相同的設(shè)計(jì)。因此，可以直接將第一傾角儀的傾角數(shù)據(jù)與第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)進(jìn)行比較?；蛘撸趯⒌谝粌A角儀的傾角數(shù)據(jù)與第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)進(jìn)行比較之前，對(duì)傾角數(shù)據(jù)應(yīng)用函數(shù)，使得轉(zhuǎn)換后的傾角數(shù)據(jù)是可比較的。舉例來(lái)說(shuō)，第一傾角儀的測(cè)量范圍可以不同于第二傾角儀的測(cè)量范圍，并且該函數(shù)針對(duì)不同測(cè)量范圍進(jìn)行校正。剛體具有六個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。該六個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，例如，由三個(gè)平移的坐標(biāo)值和三個(gè)旋轉(zhuǎn)角度值來(lái)表示。在平移中，剛體的所有點(diǎn)都移動(dòng)相同平移向量。該三個(gè)平移的坐標(biāo)值一起定義了剛體的位置。在旋轉(zhuǎn)中，剛體的所有點(diǎn)關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。該三個(gè)旋轉(zhuǎn)角度定義了剛體的方向。剛體的方向可由偏擺(yaw)、俯仰(pitch)和滾轉(zhuǎn)(roll)表示,或由歐拉角表示。相對(duì)方向角位于水平面中。相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整定義該水平面。也就是說(shuō)，在與大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整處的水平面相對(duì)應(yīng)的平面中測(cè)量相對(duì)方向角。該垂直調(diào)整可以是標(biāo)準(zhǔn)方向或參考方向，在該方向執(zhí)行大地測(cè)量。該相對(duì)方向角例如可以是第一傾角儀的第一測(cè)量軸在水平面上的投影與第二傾角儀的第一測(cè)量軸在水平面上的投影之間的角度。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，該大地測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)造為根據(jù)第一和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)，確定在水平面中第一傾角儀和第二傾角儀之間的相對(duì)方向角，其中在大地測(cè)量系統(tǒng)的至少兩個(gè)不同方向上獲得傾角數(shù)據(jù)。大地測(cè)量系統(tǒng)的該至少兩個(gè)不同方向可以是相對(duì)于重力方向的兩個(gè)不同方向。該至少兩個(gè)方向可以被選擇為使得通過(guò)大地測(cè)量系統(tǒng)關(guān)于平行于重力方向的軸旋轉(zhuǎn)，它們不能被相互轉(zhuǎn)換。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，該大地測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步被構(gòu)造為根據(jù)在該至少兩個(gè)不同方向上第一傾角儀的傾角數(shù)據(jù)和/或第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)，在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整的水平面中確定參考方向。該大地測(cè)量系統(tǒng)可以進(jìn)一步被構(gòu)造為在水平面中確定相對(duì)于參考方向的第一傾角儀的方向角。而且，該大地測(cè)量系統(tǒng)可被構(gòu)造為在水平面中確定相對(duì)于參考方向的第二傾角儀的方向角。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，大地測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步構(gòu)造為在大地測(cè)量系統(tǒng)的第一和第二方向上，獲取第一傾角儀的傾角數(shù)據(jù)和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)。在第一方向中第一傾角儀相對(duì)于第二傾角儀的方向，可以與在第二方向中第一傾角儀相對(duì)于第二傾角儀的方向相等。該大地測(cè)量系統(tǒng)可進(jìn)一步構(gòu)造為，根據(jù)第一和第二傾角儀在第一方向上和第二方向上的傾角數(shù)據(jù)來(lái)確定相對(duì)方向角。因此，提供一種大地測(cè)量系統(tǒng)，其允許簡(jiǎn)單且快速地確定相對(duì)方向角。該大地測(cè)量系統(tǒng)可隨著大地測(cè)量系統(tǒng)從第一方向到第二方向的方向變化同時(shí)進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)。相對(duì)于第一方向的第二方向可以是這樣，使得對(duì)于第一和/或第二傾角儀的第一和/或第二測(cè)量軸，在第一和在第二方向上的測(cè)量軸垂直傾角之間的絕對(duì)差值超過(guò)最小角度。該最小角度例如可以是5度，或10度，或15度?；蛘?，相對(duì)于第一方向的第二方向可以是這樣，使得對(duì)于第一和/或第二傾角儀的測(cè)量平面，在第一和在第二方向上的測(cè)量平面的垂直傾斜角之間的絕對(duì)差值大于5度，大于10度，或大于15度。
根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，大地測(cè)量系統(tǒng)被構(gòu)造為在大地測(cè)量系統(tǒng)的多個(gè)方向上獲取第一傾角儀和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)，以及從在多個(gè)方向上獲取的已獲取傾角數(shù)據(jù)中，選擇在第一和第二方向上的第一傾角儀和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)。因此，提供一種大地測(cè)量系統(tǒng)，其例如允許在測(cè)量過(guò)程中，確定第一方向和第二方向的傾角數(shù)據(jù)。該大地測(cè)量系統(tǒng)可被構(gòu)造為選擇第一和第二方向，使得確定相對(duì)方向角時(shí)的誤差盡可能小。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，確定相對(duì)方向角進(jìn)一步包括為第一和第二傾角儀中的每一個(gè)，確定在第一和第二方向之間的各自傾角儀的傾角數(shù)據(jù)的變化或差值。確定該變化可包括將函數(shù)應(yīng)用到第一方向的傾角數(shù)據(jù)和第二方向的傾角數(shù)據(jù)。因此，可以確定函數(shù)值，其代表方向的變化。例如，傾角數(shù)據(jù)的變化可包括確定第一方向的傾角數(shù)據(jù)值和第二方向的相應(yīng)傾角數(shù)據(jù)值之間的差值。該傾角數(shù)據(jù)值例如可以是傾角儀的第一或第二測(cè)量軸的傾角。該大地測(cè)量系統(tǒng)可被構(gòu)造為使得根據(jù)傾角數(shù)據(jù)的變化，可確定在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整的水平面中的參考方向。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，為了確定相對(duì)方向角，該大地測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步構(gòu)造為，根據(jù)第一方向上第一傾角儀的傾角數(shù)據(jù)和第二方向上第一傾角儀的傾角數(shù)據(jù)之間的變化，確定在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整的水平面中第一傾角儀的方向角。該大地測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步構(gòu)造為，根據(jù)第一方向上第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)和第二方向上第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)之間的變化，確定在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整的水平面中第二傾角儀的方向角。在第一方向上的傾角數(shù)據(jù)和在第二方向上的傾角數(shù)據(jù)之間的變化，可以是在第一方向上的傾角數(shù)據(jù)和在第二方向上的傾角數(shù)據(jù)之間的差值。第一傾角儀和/或第二傾角儀的方向角可以是相對(duì)于參考方向的方向角。該大地測(cè)量系統(tǒng)可構(gòu)造為根據(jù)第一和/或第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)可確定參考方向。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，該大地測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步構(gòu)造為，根據(jù)第一傾角儀在水平面中確定的方向角和第二傾角儀在水平面中確定的方向角之間的比較或差值，確定相對(duì)方向角。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，該大地測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步構(gòu)造為，根據(jù)相對(duì)方向角，以及進(jìn)一步根據(jù)第一測(cè)量單元的定位數(shù)據(jù)和/第二測(cè)量單元的定位數(shù)據(jù)，確定大地坐標(biāo)。因此，例如可以將第一測(cè)量單元的定位數(shù)據(jù)合并和/或補(bǔ)充到第二測(cè)量單元的定位數(shù)據(jù)。因此，可實(shí)現(xiàn)確定大地坐標(biāo)時(shí)的更高精度。所述大地坐標(biāo)可以是測(cè)點(diǎn)的大地坐標(biāo)。測(cè)點(diǎn)可以是大地測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)位置或大地測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)。在該目標(biāo)點(diǎn)，可設(shè)置目標(biāo)。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，該大地測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)造為，根據(jù)相對(duì)方向角，確定相對(duì)于第二測(cè)量單元的定位數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系的、第一測(cè)量單元定位數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系的位置和方向。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，該第一測(cè)量單元包括用于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的天線和接收器。附加地或可替代地，該第二測(cè)量單元包括地面測(cè)量?jī)x器。因此，例如可以將通過(guò)使用導(dǎo)航衛(wèi)星的信號(hào)獲取的定位數(shù)據(jù)匹配或補(bǔ)充到由地面測(cè)量?jī)x器獲取的定位數(shù)據(jù)。因此，可以根據(jù)相對(duì)方向角確定相對(duì)于全球坐標(biāo)系的本地坐標(biāo)系的位置和方向。該地面測(cè)量?jī)x器可包括距離測(cè)量系統(tǒng)、經(jīng)緯儀、視距儀和/或全站儀。
實(shí)施例提供了一種操作大地測(cè)量系統(tǒng)的方法，其中該大地測(cè)量系統(tǒng)包括第一傾角儀，用于獲取針對(duì)第一傾角儀的兩個(gè)測(cè)量軸的第一傾角儀的傾角數(shù)據(jù)；以及其中，該大地測(cè)量系統(tǒng)包括第二傾角儀，用于獲取針對(duì)第二傾角儀的兩個(gè)測(cè)量軸的傾角數(shù)據(jù)。該方法可包括在第一方向上設(shè)置大地測(cè)量系統(tǒng)；獲取在第一方向上的第一和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)；在第二方向上設(shè)置大地測(cè)量系統(tǒng)；獲取在第二方向上的第一和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)。第一傾角儀相對(duì)于第二傾角儀的方向在第一方向上與在第二方向上可以相同。該方法可進(jìn)一步包括，根據(jù)在第一和第二方向上的第一和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)，在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整的水平面中確定第一傾角儀和第二傾角儀之間的相對(duì)方向角。該方法進(jìn)一步包括，根據(jù)相對(duì)方向角，由大地測(cè)量系統(tǒng)確定大地坐標(biāo)。已描述的關(guān)于大地測(cè)量系統(tǒng)特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，如果適用的話，將被應(yīng)用到操作大地測(cè)量系統(tǒng)的方法中，并且反之亦然。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，確定相對(duì)方向角包括，在大地測(cè)量系統(tǒng)的至少兩個(gè)相互不同的方向上，獲取第一和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，確定相對(duì)方向角進(jìn)一步包括在水平面中確定參考方向，該水平面相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整；其中，根據(jù)第一和/或第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)進(jìn)行參考方向的確定。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，確定相對(duì)方向角進(jìn)一步包括，在水平面中確定第一傾角儀的方向角，該水平面相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整，并且方向角相對(duì)于參考方向。該實(shí)施例進(jìn)一步包括，在水平面中確定第二傾角儀的方向角，該水平面相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整，并且方向角相對(duì)于參考方向。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該方法進(jìn)一步包括確定第一傾角儀的測(cè)量平面相對(duì)于第二傾角儀的測(cè)量平面的傾斜角；附加地或可替代地，該方法進(jìn)一步包括，確定第一傾角儀的測(cè)量平面相對(duì)于第二傾角儀的測(cè)量平面的傾斜方向。根據(jù)第一和第二傾角儀在第一和/或第二方向上的傾角數(shù)據(jù)，和/或根據(jù)相對(duì)方向角，可以確定傾斜角和傾斜方向中的每一個(gè)。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，該方法進(jìn)一步包括，根據(jù)相對(duì)方向角，相對(duì)于第二測(cè)量單元調(diào)整第一測(cè)量單元。實(shí)施例提供了一種大地測(cè)量系統(tǒng)，包括距離測(cè)量系統(tǒng)，用于在距離測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量位置處沿著距離測(cè)量系統(tǒng)到位于大地測(cè)量系統(tǒng)一定距離處的目標(biāo)的距離測(cè)量軸進(jìn)行距離測(cè)量。大地測(cè)量系統(tǒng)可進(jìn)一步包括基體組件，其通過(guò)大地測(cè)量系統(tǒng)的鉸接連接件連接到距離測(cè)量系統(tǒng)。該基體組件可包括可設(shè)置在測(cè)點(diǎn)處的參考點(diǎn)；以及被構(gòu)造為用于距離測(cè)量系統(tǒng)的目標(biāo)區(qū)域的表面區(qū)域。該鉸接連接件可被構(gòu)造為，如此設(shè)置距離測(cè)量系統(tǒng)使得距離測(cè)量軸沿著直線連接距離測(cè)量系統(tǒng)與表面區(qū)域。根據(jù)距離測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的到表面區(qū)域的距離的測(cè)量值，可確定距離測(cè)量系統(tǒng)相對(duì)于參考點(diǎn)的測(cè)量位置。因此，提供一種大地測(cè)量系統(tǒng)，其允許高精度地確定距離測(cè)量系統(tǒng)相對(duì)于參考點(diǎn)的位置。該測(cè)量位置可定義為相對(duì)于基體組件的位置，其中距離測(cè)量系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行距離測(cè)量，該目標(biāo)設(shè)置在距離大地測(cè)量系統(tǒng)的一定距離處。該基體組件可包括三腳架、桿、天線外殼和/或扁平頭。該鉸接連接件可包括一個(gè)或多個(gè)接頭。例如，鉸接連接件可包括球形接頭和/或旋轉(zhuǎn)軸。鉸接連接件可構(gòu)造為使得通過(guò)操作該鉸接連接件，距離測(cè)量系統(tǒng)可如此設(shè)置使得距離測(cè)量軸沿著直線連接距離測(cè)量系統(tǒng)與表面區(qū)域。鉸接連接件可被構(gòu)造使得距離測(cè)量軸的垂直角度是可變的。鉸接連接件可被構(gòu)造使得距離測(cè)量軸關(guān)于某一點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。距離測(cè)量軸沿著直線連接距離測(cè)量系統(tǒng)與表面區(qū)域。該直線可以是單條直線，即，不是彎曲的或有角的。短語(yǔ)“在距離測(cè)量系統(tǒng)和表面區(qū)域之間”可定義為在距離測(cè)量系統(tǒng)的光學(xué)組件與表面區(qū)域之間，在該光學(xué)組件處，激光束離開(kāi)距離測(cè)量系統(tǒng)。在對(duì)位于大地測(cè)量系統(tǒng)一定距離處的目標(biāo)進(jìn)行距離測(cè)量期間，激光束也在該光學(xué)組件處離開(kāi)距離測(cè)量系統(tǒng)。該距離測(cè)量系統(tǒng)可以是光電距離測(cè)量系統(tǒng)，特別是激光距離測(cè)量裝置。該距離測(cè)量軸可以是激光束的軸。該距離測(cè)量系統(tǒng)可以是大地測(cè)量系統(tǒng)的視距儀或全站儀的一部分。該基體組件可包括桿，三腳架和/或天線外殼。該大地測(cè)量系統(tǒng)可包括耦合系統(tǒng)，其構(gòu)造為使得距離測(cè)量系統(tǒng)可拆卸地連接到大地測(cè)量系統(tǒng)的基體組件上。該耦合系統(tǒng)可包括螺紋連接、鎖定連接和/或夾緊連接。大地測(cè)量系統(tǒng)可構(gòu)造為，使得距離測(cè)量系統(tǒng)可在相對(duì)于參考點(diǎn)的不同位置連接到基體組件上。因此，該距離測(cè)量系統(tǒng)可適應(yīng)于用戶的需要，如身體大小。該大地測(cè)量系統(tǒng)可包括導(dǎo)軌系統(tǒng)，其構(gòu)造為使得距離測(cè)量系統(tǒng)沿著導(dǎo)軌系統(tǒng)的導(dǎo)軌可滑動(dòng)地位移。該參考點(diǎn)可以是大地測(cè)量系統(tǒng)的一部分，其可布置在測(cè)點(diǎn)處。例如，該參考點(diǎn)可以是桿的尖端?；蛘撸搮⒖键c(diǎn)可以是空間區(qū)域，其相對(duì)于基體組件有恒定的位置。該基體組件可調(diào)整或可定位使得參考點(diǎn)與測(cè)點(diǎn)重合。舉例來(lái)說(shuō)，基體組件可包括三腳架和扁平頭，其中扁平頭相對(duì)于測(cè)點(diǎn)可調(diào)整。該表面區(qū)域包括反射區(qū)域和/或目標(biāo)標(biāo)記。該反射區(qū)域可包括反射器和/或反射器箔。該表面區(qū)域可構(gòu)造為使得距離測(cè)量系統(tǒng)的激光束的沖擊位置在表面區(qū)域上是可見(jiàn)的。舉例來(lái)說(shuō)，用戶調(diào)整距離測(cè)量系統(tǒng)的方向使得距離測(cè)量系統(tǒng)的光斑位于目標(biāo)標(biāo)記的中心處。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，大地測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)造為，根據(jù)距離測(cè)量系統(tǒng)和表面區(qū)域之間已經(jīng)確定的距離，可以確定距離測(cè)量系統(tǒng)相對(duì)于參考點(diǎn)的測(cè)量位置。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，大地測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)造為，使得距離測(cè)量系統(tǒng)與基體組件的參考點(diǎn)和/或表面區(qū)域連接。舉例來(lái)說(shuō)，該參考點(diǎn)是大地測(cè)量系統(tǒng)的一部分，如桿的尖端，并且經(jīng)由桿將距離測(cè)量系統(tǒng)連接到參考點(diǎn)。大地測(cè)量系統(tǒng)可構(gòu)造為，使得距離測(cè)量系統(tǒng)可拆卸地連接到基體組件。該大地測(cè)量系統(tǒng)可包括將距離測(cè)量系統(tǒng)連接到基體組件上的耦合系統(tǒng)。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，鉸接連接件包括至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)接頭，其如此構(gòu)造使得距離測(cè)量系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)距離測(cè)量軸離開(kāi)與大地測(cè)量系統(tǒng)一定距離處的目標(biāo)，并且到達(dá)表面區(qū)域上。舉例來(lái)說(shuō)，該旋轉(zhuǎn)接頭可包括一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，基體組件包括天線外殼，其中天線外殼包括表面區(qū)域。因此，提供一種大地測(cè)量系統(tǒng)，其中天線外殼用于確定距離測(cè)量系統(tǒng)相對(duì)于參考點(diǎn)的位置。在天線外殼中，可設(shè)置衛(wèi)星大地測(cè)量系統(tǒng)的天線和/或衛(wèi)星大地測(cè)量系統(tǒng)的接收器。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，基體組件包括桿；其中參考點(diǎn)布置在桿的第一端；和/或其中基體組件包括天線外殼，其設(shè)置在桿的第二端；其中該天線外殼包括表面區(qū)域或該表面區(qū)域位于天線外殼上。舉例來(lái)說(shuō)，桿的長(zhǎng)度在1. 70m到2. 20m之間。表面區(qū)域可位于面向距離測(cè)量系統(tǒng)的天線外殼表面的一部分上。上述的實(shí)施例結(jié)構(gòu)無(wú)需按照它們作為單獨(dú)實(shí)施例描述的那樣嚴(yán)格地實(shí)施，而是不同實(shí)施例的特征可自由組合在一起。


根據(jù)接下來(lái)參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，前述以及其它有利特征將更加明顯。應(yīng)注意的是，不是所有可能的實(shí)施例都必須展示每一個(gè)或任何的這里確定的優(yōu)勢(shì)。圖1示出了根據(jù)第一示例性實(shí)施例的大地測(cè)量系統(tǒng)的示意圖；圖2為操作大地測(cè)量系統(tǒng)的示例性方法的流程圖；圖3為示出了如何根據(jù)第一傾角儀的傾角數(shù)據(jù)和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)確定水平面中的相對(duì)方向角的示意圖；圖4A示意性示出了根據(jù)第二示例性實(shí)施例的大地測(cè)量系統(tǒng)；以及圖4B示意性示出了當(dāng)距離測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量位置被確定時(shí)，根據(jù)第二實(shí)施例的大地測(cè)量系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)第一示例性實(shí)施例的大地測(cè)量系統(tǒng)I。該大地測(cè)量系統(tǒng)I包括作為第一測(cè)量單元的衛(wèi)星測(cè)量系統(tǒng)10。該衛(wèi)星測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)造成接收來(lái)自全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的衛(wèi)星的信號(hào)，并且根據(jù)這些信號(hào)產(chǎn)生定位數(shù)據(jù)?；谠摱ㄎ粩?shù)據(jù)，可確定測(cè)點(diǎn)的大地坐標(biāo)。該測(cè)點(diǎn)可以是位置32，在此處設(shè)置大地測(cè)量系統(tǒng)I的參考點(diǎn)31?；蛘?，該測(cè)點(diǎn)可以是目標(biāo)點(diǎn)，其設(shè)置在距離大地測(cè)量系統(tǒng)I 一定距離處。該衛(wèi)星測(cè)量系統(tǒng)10包括天線12和接收器13。衛(wèi)星測(cè)量系統(tǒng)10設(shè)置在桿30的第一端，以使得衛(wèi)星測(cè)量系統(tǒng)10和桿30具有相對(duì)于彼此的固定位置和方向。舉例來(lái)說(shuō)，桿30的長(zhǎng)度在1. 70m和2. 20m之間。在桿的第二端，設(shè)置大地測(cè)量系統(tǒng)I的參考點(diǎn)31。該參考點(diǎn)31可接觸到測(cè)點(diǎn)32以進(jìn)行測(cè)量。為了進(jìn)行測(cè)量，用戶40必須保持大地測(cè)量系統(tǒng)I在一個(gè)方向上，該方向以小于10度或小于5度或小于I度或小于O. 5度的偏離垂直調(diào)整。該垂直調(diào)整可定義為大地測(cè)量系統(tǒng)的、用于進(jìn)行測(cè)量以確定定位數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方向。該垂直調(diào)整可以是第一和/或第二測(cè)量單元的垂直調(diào)整。在圖1所示的大地測(cè)量系統(tǒng)I中，大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整由桿30的軸A的垂直方向(即，沿著天頂向量V或沿著重力向量)限定。在垂直方向，由天線12測(cè)量的點(diǎn)的水平位置與參考點(diǎn)31的水平位置向?qū)?yīng)。因此，可以根據(jù)衛(wèi)星測(cè)量系統(tǒng)10的定位數(shù)據(jù)，來(lái)確定測(cè)點(diǎn)32的大地坐標(biāo)。大地測(cè)量系統(tǒng)I包括第一傾角儀11，其構(gòu)造為測(cè)量桿30的傾斜角和傾斜方向。根據(jù)確定的傾斜角和已知的從參考點(diǎn)31到天線12的距離LI，可確定在重力水平面中的、天線12的水平位置和參考點(diǎn)32的水平位置之間的距離的絕對(duì)值。大地測(cè)量系統(tǒng)I進(jìn)一步包括方位角傳感器14，其構(gòu)造為確定地理北方向和/或網(wǎng)格北方向。因此，可以確定相對(duì)于地理北方向或相對(duì)于網(wǎng)格北方向的、天線12的水平位置和參考點(diǎn)32的水平位置之間的方向?；蛘?，天線12和接收器可構(gòu)造為根據(jù)接收的衛(wèi)星信號(hào)可確定網(wǎng)格北方向和/或地理北方向。衛(wèi)星大地測(cè)量系統(tǒng)10構(gòu)造成獲取定位數(shù)據(jù)并且根據(jù)定位數(shù)據(jù)可確定大地坐標(biāo)。大地測(cè)量系統(tǒng)I的計(jì)算和存儲(chǔ)單元50可進(jìn)行大地坐標(biāo)的計(jì)算。附加地或可替代地，定位數(shù)據(jù)可被傳送到計(jì)算大地坐標(biāo)的中央處理單元(未示出)。根據(jù)方位角方向、方位角傳感器14的數(shù)據(jù)以及第一傾角儀11的傾角數(shù)據(jù)，可計(jì)算大地坐標(biāo)，其中大地坐標(biāo)針對(duì)桿30與垂直方向的方向偏離進(jìn)行校正，該垂直方向?yàn)榇蟮販y(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)方向。因此，由于桿30不需要位于精確垂直方向上以便測(cè)量，可以更準(zhǔn)確地確定大地坐標(biāo)，和/或可在很短的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行測(cè)量。大地測(cè)量系統(tǒng)I進(jìn)一步包括作為第二測(cè)量單元的地面測(cè)量?jī)x器。在圖1所示的示例性實(shí)施例中，地面測(cè)量?jī)x器為距離測(cè)量系統(tǒng)20，例如光電距離測(cè)量系統(tǒng)，其構(gòu)造成確定沿著距離測(cè)量軸DMA到目標(biāo)(未示出)的距離，該目標(biāo)設(shè)置在距離大地測(cè)量系統(tǒng)I的一定距離處。在該目標(biāo)處，沿著距離測(cè)量軸傳播的光被反射。距離測(cè)量系統(tǒng)20可構(gòu)造為不采用反射器執(zhí)行距離測(cè)量?；蛘?，該目標(biāo)包括反射器。該距離測(cè)量系統(tǒng)20設(shè)置在參考點(diǎn)31和衛(wèi)星測(cè)量系統(tǒng)10之間的桿30上。距離測(cè)量系統(tǒng)20可構(gòu)造為手提式單元，其可由用戶40從桿30上拆卸。舉例來(lái)說(shuō)，在那些可由衛(wèi)星測(cè)量系統(tǒng)10無(wú)干擾地接收導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)的區(qū)域中，可進(jìn)行測(cè)量而不需要使用距離測(cè)量系統(tǒng)20。大地測(cè)量系統(tǒng)I包括第二傾角儀21，其構(gòu)造為測(cè)量距離測(cè)量軸的垂直傾斜。舉例來(lái)說(shuō)，根據(jù)距離測(cè)量軸DMA的垂直傾斜，可確定目標(biāo)物體與距離測(cè)量系統(tǒng)20之間的高度差。大地測(cè)量系統(tǒng)I構(gòu)造為，確定在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)I的垂直調(diào)整的水平面中第一傾角儀11和第二傾角儀21之間的相對(duì)方向角。該相對(duì)方向角可由一個(gè)角度給出。該相對(duì)方向角可以是圍繞相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)I的垂直調(diào)整的縱軸的轉(zhuǎn)角。通過(guò)確定水平面中第一傾角儀11相對(duì)于第二傾角儀21的相對(duì)方向角，可以確定本地坐標(biāo)系相對(duì)于全球坐標(biāo)系的位置和方向。該距離測(cè)量系統(tǒng)20的定位數(shù)據(jù)與本地坐標(biāo)系有關(guān)。衛(wèi)星大地測(cè)量系統(tǒng)10的定位數(shù)據(jù)與全球坐標(biāo)系有關(guān)。計(jì)算和存儲(chǔ)單元50與衛(wèi)星大地測(cè)量系統(tǒng)10、方位角傳感器14和距離測(cè)量系統(tǒng)20進(jìn)行信號(hào)通信。計(jì)算和存儲(chǔ)單元50從這些部件接收數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算和存儲(chǔ)單元50的存儲(chǔ)器(未示出)中。計(jì)算和存儲(chǔ)單元50進(jìn)一步構(gòu)造為計(jì)算接收到的數(shù)據(jù)，以及在顯示器51上向用戶顯示相應(yīng)結(jié)果。經(jīng)由鍵盤52，用戶可輸入命令和/或數(shù)據(jù)，例如用于配置大地測(cè)量系統(tǒng)I。圖2為用于操作圖1所示的大地測(cè)量系統(tǒng)I的示例性方法的流程圖。用戶在第一方向上設(shè)置101大地測(cè)量系統(tǒng)I。第一方向例如可以在第一和第二傾角儀11、21 (圖1所示)的測(cè)量范圍內(nèi)自由選擇?；蛘?，可選擇第一方向以使得第一傾角儀11在該第一方向上測(cè)量?jī)A斜角絕對(duì)值，該傾斜角絕對(duì)值低于預(yù)定閾值，例如15度、10度或5度或2度或I度。用戶通過(guò)鍵盤輸入開(kāi)始命令后，大地測(cè)量系統(tǒng)獲取102第一方向上的第一和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)。然后，用戶在第二方向上設(shè)置103大地測(cè)量系統(tǒng)I。該第二方向不同于第一方向。同樣，第二方向可在第一和第二傾角儀11、21的測(cè)量范圍內(nèi)自由選擇?；蛘撸蛇x擇第二方向以使得，對(duì)于第一和/或第二傾角儀11、21的第一和/或第二測(cè)量軸，第一方向與第二方向的傾角之間的絕對(duì)差值大于最小角度。該最小角度可以例如是15度、10度或5度。由于這樣的最小角度的緣故，確定水平面中的相對(duì)方向角時(shí)的誤差可保持很小。在第二方向上，獲取104第一和第二傾角儀11、21的傾角數(shù)據(jù)。然后，確定105第一方向與第二方向之間的第一傾角儀11的傾角數(shù)據(jù)的變化。然后，確定106第一方向與第二方向之間的第二傾角儀21的傾角數(shù)據(jù)的變化。由計(jì)算單元確定每一個(gè)所述變化。根據(jù)該確定的變化，由計(jì)算單元執(zhí)行在相對(duì)大地測(cè)量系統(tǒng)I的垂直調(diào)整的水平面中的第一傾角儀11與第二傾角儀21之間的相對(duì)方向角。大地測(cè)量系統(tǒng)I可構(gòu)造為使得在多個(gè)方向上獲取第一傾角儀11和第二傾角儀21的傾角數(shù)據(jù)。根據(jù)在多個(gè)方向上獲取的傾角數(shù)據(jù)，從多個(gè)方向中選擇第一和第二方向。因此，大地測(cè)量系統(tǒng)I可構(gòu)造為在測(cè)量期間執(zhí)行水平面中相對(duì)方向角的確定。圖3示意地示出，根據(jù)第一傾角儀11 (圖1所示)的傾角數(shù)據(jù)和第二傾角儀21 (圖1所示)的傾角數(shù)據(jù)，如何確定相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)I的垂直調(diào)整的水平面中的水平方向角。如圖3所示，第一坐標(biāo)系80表示第一傾角儀11的傾角數(shù)據(jù)，以及第二坐標(biāo)系統(tǒng)81表示第二傾角儀21的傾角數(shù)據(jù)。該傾角數(shù)據(jù)例如可以是電子加速度計(jì)的數(shù)據(jù)值。每一個(gè)坐標(biāo)軸表示各自傾角儀的測(cè)量軸。因此，相對(duì)于坐標(biāo)系統(tǒng)的點(diǎn)的坐標(biāo)代表由該坐標(biāo)系統(tǒng)表示的傾角儀的傾斜角和傾斜方向。通過(guò)校準(zhǔn)第一傾角儀11，可以確定第一坐標(biāo)系80的一點(diǎn)，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)于桿30的垂直方向，即，桿30的軸A垂直定向時(shí)的桿30的方向。該點(diǎn)可位于離第一坐標(biāo)系80的原點(diǎn)一定距離處。通過(guò)確定表示大地測(cè)量系統(tǒng)I的垂直調(diào)整的該點(diǎn)，可根據(jù)第一傾角儀11的傾角數(shù)據(jù)確定桿30的垂直傾角。大地測(cè)量系統(tǒng)I的垂直調(diào)整對(duì)應(yīng)于桿30的軸A的垂直對(duì)齊。圖3的紙平面對(duì)應(yīng)于相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)I的垂直調(diào)整的水平面。圖3所示的坐標(biāo)系80、81的每一個(gè)表示各自傾角儀的測(cè)量平面在水平面上的投影。由傾角儀的第一和第二測(cè)量軸定義傾角儀的測(cè)量平面。第一和第二傾角儀11、21在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整的水平面中彼此相互偏斜。因此，例如，第一坐標(biāo)系80的Y坐標(biāo)軸和第二坐標(biāo)系81的Y坐標(biāo)軸形成一個(gè)角度，該角度對(duì)應(yīng)于水平面中的第一和第二傾角儀之間的相對(duì)方向角。而且，第一傾角儀11的測(cè)量平面相對(duì)于第二傾角儀21的測(cè)量平面具有傾角。因此，第一坐標(biāo)系80的原點(diǎn)位于離第二坐標(biāo)系81的原點(diǎn)的一定距離處。在每一個(gè)坐標(biāo)系中，一點(diǎn)表示相對(duì)于垂直方向的、傾角儀的方向的傾角數(shù)據(jù)值。到該點(diǎn)的向量的絕對(duì)值表示傾角儀的傾斜角。該向量的方向表示傾角儀的傾斜方向。在大地測(cè)量系統(tǒng)的第一方向上由第一和第二傾角儀獲取的傾角數(shù)據(jù)值(參照?qǐng)D2所述)，在圖3中由用附圖標(biāo)記01表示的圓圈標(biāo)記。在大地測(cè)量系統(tǒng)的第二方向上獲取的傾角數(shù)據(jù)值由用附圖標(biāo)記02表示的圓圈標(biāo)記。
在第二傾角儀的坐標(biāo)系81中，可定義相對(duì)于連接線的角度^，該連接線連接第一方向的傾角數(shù)據(jù)值與第二方向的傾角數(shù)據(jù)值
權(quán)利要求
1.一種大地測(cè)量系統(tǒng)，包括 第一測(cè)量單元和第二測(cè)量單元；其中第一和第二測(cè)量單元中的每一個(gè)構(gòu)造為執(zhí)行用于獲取各自測(cè)量單元的定位數(shù)據(jù)的測(cè)量； 第一傾角儀，用于獲取第一傾角儀的傾角數(shù)據(jù)，該傾角數(shù)據(jù)表示在第一測(cè)量單元測(cè)量的垂直傾角；以及 第二傾角儀，用于獲取第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)，該傾角數(shù)據(jù)表示在第二測(cè)量單元測(cè)量的垂直傾角； 其中大地測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)造為，根據(jù)第一傾角儀和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)，確定在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整的水平面中第一傾角儀與第二傾角儀之間的相對(duì)方向角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的大地測(cè)量系統(tǒng)，其中大地測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步構(gòu)造為在大地測(cè)量系統(tǒng)的第一和第二方向上，獲取第一傾角儀的傾角數(shù)據(jù)和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)； 其中，在第一方向中第一傾角儀相對(duì)于第二傾角儀的方向，與在第二方向中第一傾角儀相對(duì)于第二傾角儀的方向相同；以及 其中，大地測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步構(gòu)造為，根據(jù)第一和第二傾角儀在第一方向上和第二方向上的傾角數(shù)據(jù)確定相對(duì)方向角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的大地測(cè)量系統(tǒng)，其中，為了確定相對(duì)方向角，大地測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步構(gòu)造為 根據(jù)第一方向上第一傾角儀的傾角數(shù)據(jù)與第二方向上第一傾角儀的傾角數(shù)據(jù)之間的差值，確定在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整的水平面中第一傾角儀的方向角；以及 根據(jù)第一方向上第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)和第二方向上第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)之間的差值，確定在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整的水平面中第二傾角儀的方向角。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的大地測(cè)量系統(tǒng)，其中，大地測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步構(gòu)造為，根據(jù)相對(duì)方向角，以及進(jìn)一步根據(jù)第一測(cè)量單元的定位數(shù)據(jù)和/或第二測(cè)量單元的定位數(shù)據(jù)，確定大地坐標(biāo)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的大地測(cè)量系統(tǒng)， 其中，第一測(cè)量單元包括用于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的天線和接收器；和/或 其中，第二測(cè)量單元包括地面測(cè)量?jī)x器。
6.一種大地測(cè)量系統(tǒng)，包括 第一傾角儀，具有兩個(gè)測(cè)量軸；以及 第二傾角儀，具有兩個(gè)測(cè)量軸； 其中大地測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)造為在大地測(cè)量系統(tǒng)的第一和第二方向上，獲取第一傾角儀的傾角數(shù)據(jù)和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)； 其中在第一方向上第一傾角儀相對(duì)于第二傾角儀的方向，與在第二方向上第一傾角儀相對(duì)于第二傾角儀的方向相同； 其中大地測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步構(gòu)造為，根據(jù)在第一和第二方向上第一和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)，確定在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)垂直調(diào)整的平面中第一傾角儀和第二傾角儀之間的相對(duì)方向角。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的大地測(cè)量系統(tǒng)，其中，為了確定相對(duì)方向角，大地測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步構(gòu)造為根據(jù)第一傾角儀在第一方向上的傾角數(shù)據(jù)與第一傾角儀在第二方向上的傾角數(shù)據(jù)之間的差值，確定在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整的平面中第一傾角儀的方向角； 根據(jù)第二傾角儀在第一方向上的傾角數(shù)據(jù)與第二傾角儀在第二方向上傾角數(shù)據(jù)之間的差值，確定在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整的平面中第二傾角儀的方向角。
8.一種操作大地測(cè)量系統(tǒng)的方法，其中，大地測(cè)量系統(tǒng)包括第一傾角儀，用于獲取第一傾角儀針對(duì)第一傾角儀的兩個(gè)測(cè)量軸的傾角數(shù)據(jù)； 其中，大地測(cè)量系統(tǒng)包括第二傾角儀，用于獲取針對(duì)第二傾角儀的兩個(gè)測(cè)量軸的傾角數(shù)據(jù)； 其中，該方法包括 在第一方向上定位大地測(cè)量系統(tǒng)； 獲取在第一方向上第一和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)； 在第二方向上定位大地測(cè)量系統(tǒng)； 獲取在第二方向上第一和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)； 其中，在第一方向上，第一傾角儀相對(duì)于第二傾角儀的方向與在第二方向上相同；根據(jù)第一和第二傾角儀在第一和第二方向上的傾角數(shù)據(jù)，確定在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整的水平面中第一傾角儀和第二傾角儀之間的相對(duì)方向角；以及根據(jù)相對(duì)方向角，由大地測(cè)量系統(tǒng)確定大地坐標(biāo)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括 確定相對(duì)于第二傾角儀的測(cè)量平面的、第一傾角儀的測(cè)量平面的傾斜角，和/或相對(duì)于第二傾角儀的測(cè)量平面的、第一傾角儀的測(cè)量平面的傾斜方向； 其中，根據(jù)第一和第二傾角儀在第一和/或第二方向上的傾角數(shù)據(jù)，和/或根據(jù)相對(duì)方向角，確定傾斜角和傾斜方向中的每一個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，其中確定相對(duì)方向角進(jìn)一步包括 根據(jù)第一傾角儀在第一方向上的傾角數(shù)據(jù)與第一傾角儀在第二方向上傾角數(shù)據(jù)之間的差值，確定在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整的平面中第一傾角儀的方向角； 根據(jù)第二傾角儀在第一方向上的傾角數(shù)據(jù)與第二傾角儀在第二方向上的傾角數(shù)據(jù)之間的差值，確定在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整的平面中第二傾角儀的方向角。
11.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)可讀命令，其中所述命令，當(dāng)加載到計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器和/或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中并且被計(jì)算機(jī)和/或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行時(shí)，使計(jì)算機(jī)和/或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行權(quán)利要求8-10中任意一項(xiàng)的方法。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)的大地測(cè)量系統(tǒng)，其中第二測(cè)量單元包括 距離測(cè)量系統(tǒng)，用于在距離測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量位置處沿著距離測(cè)量系統(tǒng)到設(shè)置在離大地測(cè)量系統(tǒng)的一定距離處的目標(biāo)的距離測(cè)量軸進(jìn)行距離測(cè)量；以及 基體組件，其通過(guò)大地測(cè)量系統(tǒng)的鉸接連接件連接到距離測(cè)量系統(tǒng)； 其中，該基體組件包括 參考點(diǎn)，其與測(cè)點(diǎn)可接觸；以及 表面區(qū)域，其構(gòu)造為用于距離測(cè)量系統(tǒng)的目標(biāo)區(qū)域； 其中，鉸接連接件構(gòu)造為，可如此設(shè)置距離測(cè)量系統(tǒng)使得距離測(cè)量軸沿著直線連接距離測(cè)量系統(tǒng)與表面區(qū)域；其中，通過(guò)由距離測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行的到表面區(qū)域的距離的測(cè)量，可確定距離測(cè)量系統(tǒng)相對(duì)于參考點(diǎn)的測(cè)量位置。
13.一種大地測(cè)量系統(tǒng)，包括 距離測(cè)量系統(tǒng)，用于在距離測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量位置處沿著距離測(cè)量系統(tǒng)到設(shè)置在離大地測(cè)量系統(tǒng)的一定距離處的目標(biāo)的距離測(cè)量軸進(jìn)行距離測(cè)量； 基體組件，其通過(guò)大地測(cè)量系統(tǒng)的鉸接連接件連接到距離測(cè)量系統(tǒng)， 其中，該基體組件包括 參考點(diǎn)，其設(shè)置在測(cè)點(diǎn)處；以及 表面區(qū)域，其構(gòu)造為用于距離測(cè)量系統(tǒng)的目標(biāo)區(qū)域； 其中，鉸接連接件構(gòu)造為，可如此設(shè)置距離測(cè)量系統(tǒng)使得距離測(cè)量軸沿著直線連接距離測(cè)量系統(tǒng)與表面區(qū)域； 其中，通過(guò)由距離測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行的到表面區(qū)域的距離的測(cè)量，可確定距離測(cè)量系統(tǒng)相對(duì)于參考點(diǎn)的測(cè)量位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的大地測(cè)量系統(tǒng)，其中基體組件包括天線外殼，其中天線外殼包括表面區(qū)域。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中任意一項(xiàng)的大地測(cè)量系統(tǒng)，其中基體組件包括桿； 其中參考點(diǎn)布置在桿的第一端；和/或 其中基體組件包括天線外殼，其設(shè)置在桿的第二端；其中天線外殼包括表面區(qū)域。
16.根據(jù)權(quán)利要求12-15中任意一項(xiàng)的大地測(cè)量系統(tǒng)，其中距離測(cè)量系統(tǒng)設(shè)置在距離參考點(diǎn)一定高度處，該高度低于在大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整中測(cè)量的表面區(qū)域的高度。
全文摘要
一種大地測(cè)量系統(tǒng)，包括第一測(cè)量單元和第二測(cè)量單元。第一和第二測(cè)量單元的每一個(gè)被構(gòu)造為執(zhí)行測(cè)量以獲取各自測(cè)量單元的定位數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括第一傾角儀，用于獲取第一傾角儀的傾角數(shù)據(jù)，該傾角數(shù)據(jù)表示在第一測(cè)量單元測(cè)量的垂直傾角；以及第二傾角儀，用于獲取第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)，該傾角數(shù)據(jù)表示在第二測(cè)量單元測(cè)量的垂直傾角。該大地測(cè)量系統(tǒng)被構(gòu)造為，根據(jù)第一傾角儀和第二傾角儀的傾角數(shù)據(jù)，確定在相對(duì)于大地測(cè)量系統(tǒng)的垂直調(diào)整的水平面中第一傾角儀和第二傾角儀之間的相對(duì)方向角。
文檔編號(hào)G01C15/00GK103063203SQ20121050971
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者S·拉布斯, M·弗格爾 申請(qǐng)人:特里伯耶拿有限公司