基于加速度傳感器的gnss自動測量系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具體是指一種基于加速度傳感器的GNSS自動測量系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中存在許多測量系統(tǒng)，其中之一為GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，GlobalNavigat1n Satellite System)測量系統(tǒng)，其測量精度的范圍從毫米級到米級。GNSS是一個廣義的概念，它是所有衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的總稱，包括目前的GPS衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)、GL0NASS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、WAAS廣域增強系統(tǒng)、EGNOS歐洲靜地衛(wèi)星導(dǎo)航重疊系統(tǒng)、DORIS星載多普勒無線電定軌定位系統(tǒng)、PRARE精確距離及其變率測量系統(tǒng)、QZSS準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)、GAGAN GPS靜地衛(wèi)星增強系統(tǒng)，以及正在建設(shè)的Galileo衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)、Compass衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)和IRNSS印度區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，以及未來還可能出現(xiàn)的其它一切利用衛(wèi)星進(jìn)行走位和導(dǎo)航的系統(tǒng)。
[0003]在實際測量操作中，如需對地面某點進(jìn)行測量，就將GNSS接收機(jī)接在對中桿上，將對中桿置于地面該點，并且利用對中桿附帶的液泡調(diào)整對中桿，使對中桿保持垂直，從而保證GNSS接收機(jī)天線相位中心位于待測點的正上方。解算出該位置的三維坐標(biāo)后，用坐標(biāo)減去對中桿的高度與GNSS接收機(jī)的天線高就是待測點的坐標(biāo)。
[0004]在上述操作過程中，需要將GNSS接收機(jī)嚴(yán)格的放置于水平的空間中進(jìn)行采點測量，這樣GNSS接收機(jī)放置在空間中稍有傾斜就引入測量誤差，必須保證測量員在采集每一個點的時候，保證GNSS接收機(jī)嚴(yán)格水平，這樣大大的增加了測量人員的勞動強度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種能夠解決測量過程中由于GNSS接收機(jī)放置傾斜所引入的測量誤差的基于加速度傳感器的GNSS自動測量系統(tǒng)及方法。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于加速度傳感器的GNSS自動測量系統(tǒng)及方法具有如下構(gòu)成:
[0007]該基于加速度傳感器的GNSS自動測量系統(tǒng)，其主要特點是，所述的系統(tǒng)包括:
[0008]GNSS接收機(jī)，用以輸出GNSS定位數(shù)據(jù)；
[0009]對中桿，用以支撐GNSS接收機(jī)的天線以及確定待測點；
[0010]加速度傳感器，用以實時監(jiān)測所述的GNSS接收機(jī)的姿態(tài)角；
[0011]上位機(jī)，用以根據(jù)加速度傳感器輸出的GNSS接收機(jī)的姿態(tài)角的大小，記錄所述的GNSS接收機(jī)輸出的定位數(shù)據(jù)以及加速度傳感器輸出的GNSS接收機(jī)的姿態(tài)角。
[0012]進(jìn)一步地，所述的GNSS接收機(jī)包括:
[0013]GNSS天線，用以獲取所述的GNSS接收機(jī)的定位數(shù)據(jù)；
[0014]GNSS模塊，用以處理所述的GNSS天線所獲取的GNSS接收機(jī)的定位數(shù)據(jù)，并將處理后的GNSS接收機(jī)的定位數(shù)據(jù)發(fā)送至主控模塊；
[0015]主控模塊，用以處理所述的加速度傳感器所獲取的GNSS接收機(jī)的姿態(tài)角，并獲取GNSS接收機(jī)的傾斜角；
[0016]藍(lán)牙模塊，用以將處理后的GNSS接收機(jī)的定位數(shù)據(jù)以及GNSS接收機(jī)的傾斜角發(fā)送至所述的上位機(jī)。
[0017]進(jìn)一步地，所述的系統(tǒng)還包括電源模塊，用以給所述的GNSS接收機(jī)以及加速度傳感器供電。
[0018]本發(fā)明還涉及一種基于加速度傳感器的GNSS自動測量方法，其主要特點是，將所述的對中桿設(shè)置于待測點處，所述的方法包括以下步驟:
[0019](I)開啟并初始化所述的系統(tǒng)的各個模塊；
[0020](2)主控模塊判斷所述的GNSS接收機(jī)以及所述的加速度傳感器是否輸出數(shù)據(jù)；
[0021](3)如果所述的GNSS接收機(jī)以及所述的加速度傳感器輸出數(shù)據(jù)，則將所述的GNSS接收機(jī)以及所述的加速度傳感器輸出的數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)，然后繼續(xù)步驟(5);
[0022](4)如果所述的GNSS接收機(jī)以及所述的加速度傳感器未輸出數(shù)據(jù)，則繼續(xù)步驟(2)；
[0023](5)所述的上位機(jī)判斷所述的加速度傳感器輸出的姿態(tài)角是否大于第一閾值；
[0024](6)如果所述的加速度傳感器輸出的姿態(tài)角大于第一閾值，則所述的上位機(jī)提示用戶傾斜超限，保持接收機(jī)水平；
[0025](7)如果所述的加速度傳感器輸出的姿態(tài)角不大于第一閾值，則所述的上位機(jī)保存所述的GNSS接收機(jī)輸出的定位數(shù)據(jù)以及加速度傳感器輸出的GNSS接收機(jī)的姿態(tài)角。
[0026]進(jìn)一步地，所述的主控模塊判斷所述的GNSS接收機(jī)以及所述的加速度傳感器是否輸出數(shù)據(jù)，具體為:
[0027]所述的主控模塊判斷所述的加速度傳感器是否輸出所述的GNSS接收機(jī)的姿態(tài)角且所述的GNSS接收機(jī)是否輸出GNSS接收機(jī)的定位數(shù)據(jù)。
[0028]進(jìn)一步地，所述的將所述的GNSS接收機(jī)以及所述的加速度傳感器輸出的數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)，具體為:
[0029]通過藍(lán)牙模塊將所述的GNSS接收機(jī)以及所述的加速度傳感器輸出的數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)。
[0030]進(jìn)一步地，所述的上位機(jī)判斷所述的加速度傳感器輸出的姿態(tài)角是否大于第一閾值，具體為:
[0031]所述的上位機(jī)判斷所述的加速度傳感器輸出的姿態(tài)角是否大于0.286度。
[0032]采用了該發(fā)明中的基于加速度傳感器的GNSS自動測量系統(tǒng)及方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用加速度傳感器自動檢測GNSS接收機(jī)是否水平，當(dāng)檢測到GNSS接收機(jī)水平的時候，軟件設(shè)置GNSS接收機(jī)自動采點，同時記錄當(dāng)前GNSS接收機(jī)的傾斜角度，這樣增加了測量數(shù)據(jù)的可追溯性，降低了測量員的勞動強度；同時，避免由于GNSS接收機(jī)超過傾斜限差而引入大的測量誤差，可以保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，可靠性，應(yīng)用范圍廣泛。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明的基于加速度傳感器的GNSS自動測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2為本發(fā)明的加速度傳感器的測量精度圖。
[0035]圖3為本發(fā)明的基于加速度傳感器的GNSS自動測量方法的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0036]為了能夠更清楚地描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實施例來進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
[0037]請參閱圖1所示，為本發(fā)明的基于加速度傳感器的GNSS自動測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的系統(tǒng)包括:
[0038]GNSS接收機(jī)，用以輸出GNSS定位數(shù)據(jù)；
[0039]對中桿，用以支撐GNSS接收機(jī)的天線以及確定待測點；
[0040]加速度傳感器，用以實時監(jiān)測所述的GNSS接收機(jī)的姿態(tài)角；
[0041]上位機(jī)，用以根據(jù)加速度傳感器輸出的GNSS接收機(jī)的姿態(tài)角的大小，記錄所述的GNSS接收機(jī)輸出的定位數(shù)據(jù)以及加速度傳感器輸出的GNSS接收機(jī)的姿態(tài)角。
[0042]所述的GNSS接收機(jī)包括:
[0043]GNSS天線，用以獲取所述的GNSS接收機(jī)的定位數(shù)據(jù)；
[0044]GNSS模塊，用以處理所述的GNSS天線所獲取的GNSS接收機(jī)的定位數(shù)據(jù)，并將處理后的GNSS接收機(jī)的定位數(shù)據(jù)發(fā)送至主控模塊；
[0045]主控模塊，用以處理所述的加速度傳感器所獲取的GNSS接收機(jī)的姿態(tài)角，并獲取GNSS接收機(jī)的傾斜角；
[0046]藍(lán)牙模塊，用以將處理后的GNSS接收機(jī)的定位數(shù)據(jù)以及GNSS接收機(jī)的傾斜角發(fā)送至所述的上位機(jī)。
[0047]所述的系統(tǒng)還包括電源模塊，用以給所述的GNSS接收機(jī)以及加速度傳感器供電。在一些優(yōu)選的實施例中，電源模塊負(fù)責(zé)輸出3.3V、1.8V、1.2V電壓，其中3.3V、1.8V、1.2V負(fù)責(zé)給主控模塊供電，3.3V負(fù)責(zé)給GNSS模塊，GNSS天線，藍(lán)牙模塊，加速度傳感器供電。
[0048]另外，加速度傳感器負(fù)責(zé)檢測GNSS接收機(jī)的傾斜狀態(tài)，并輸出GNSS接收機(jī)的傾斜角。藍(lán)牙模塊負(fù)責(zé)將主控模塊輸出的測量數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)，同時通過上位機(jī)軟件進(jìn)行處理。GNSS模塊和GNSS天線共同完成衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文的接收與處理。上位機(jī)加數(shù)據(jù)采集軟件完成測量數(shù)據(jù)的處理。GNSS接收機(jī)開機(jī)后，首先完成GNSS模塊，藍(lán)牙模塊，加速度傳感器的初始化工作。
[0049]此外，請參閱圖2所示，為本發(fā)明的加速度傳感器的測量精度圖，GNSS接收機(jī)安裝于2m對中桿頂端，軟件設(shè)置測量傾斜限差1cm，此時根據(jù)前述兩