一種基于球面模型的rtk傾斜測量裝置的制造方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┝艘环N基于球面模型的RTK傾斜測量裝置，包括對中桿，所述對中桿的底部接觸待測量點；與所述對中桿相交設(shè)置的支撐圓盤，所述支撐圓盤的邊緣部分設(shè)置有至少一個GPS接收機(jī)，所述GPS接收機(jī)用于測量當(dāng)前所述GPS接收機(jī)所在位置的坐標(biāo)；其中，設(shè)置有所述GPS接收機(jī)的支撐圓盤的邊緣部分能夠以所述對中桿為軸作軸向運(yùn)動。本申請?zhí)峁┑幕谇蛎婺Ｐ偷腞TK傾斜測量裝置不要求對中桿必須始終保持豎直，而獲得的對中桿底部接觸的待測量點的坐標(biāo)的準(zhǔn)確度、精度相比于現(xiàn)有技術(shù)大大提高。
【專利說明】
-種基于球面模型的RTK傾斜測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本申請設(shè)及測量技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，設(shè)及一種基于球面模型的RTK(Real Time Kinematic，實時動態(tài)差分法)傾斜測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在實現(xiàn)對碎步點的測量時，現(xiàn)有技術(shù)通常利用GPS-RTK進(jìn)行測量。
[0003] GPS-RTK在測量過程中，需要保證對中桿的豎直，而由于水準(zhǔn)氣泡的制作工藝要 求、外界環(huán)境的變化影響W及操作人員本身操作水平的限制等，均無法保證對中桿始終保 持豎直，且對于一些位置較偏僻不好測量的碎步點，如墻角等，GPS信號會由于墻壁的遮擋 而使得GPS-RTK無法接收到，此時為了接收到GI^信號，操作人員也會故意讓GPS-RTK的對中 桿作出一定的傾斜角度來尋找接收GPS信號。因此，現(xiàn)有技術(shù)在利用GPS-RTK對該類待測量 點進(jìn)行測量時，測得的待測量點的測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度較低。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 基于此，本申請?zhí)峁┮环N基于球面模型的RTK傾斜測量裝置，W解決現(xiàn)有技術(shù)中利 用GPS-RTK進(jìn)行測量時測得的測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度較低的問題。技術(shù)方案如下：
[0005] 本申請?zhí)峁┮环N基于球面模型的RTK傾斜測量裝置，包括：
[0006] 對中桿，所述對中桿的底部接觸待測量點；
[0007] 與所述對中桿相交設(shè)置的支撐圓盤，所述支撐圓盤的邊緣部分設(shè)置有至少一個 GPS接收機(jī)，所述GPS接收機(jī)用于測量當(dāng)前所述GPS接收機(jī)所在位置的坐標(biāo)；
[000引其中，設(shè)置有所述GPS接收機(jī)的支撐圓盤的邊緣部分能夠W所述對中桿為軸作軸 向運(yùn)動。
[0009] 優(yōu)選地，所述對中桿的底部包括底部尖端，所述底部尖端接觸所述待測量點。
[0010] 優(yōu)選地，所述對中桿和所述支撐圓盤垂直相交設(shè)置，所述對中桿和所述支撐圓盤 的連接部分始終保持與所述支撐圓盤共面。
[00川優(yōu)選地，還包括：
[0012] 用于驅(qū)動控制設(shè)置有所述GPS接收機(jī)的支撐圓盤的邊緣部分作軸向運(yùn)動的驅(qū)動裝 置和用于依據(jù)接收到的控制指令，控制所述驅(qū)動裝置進(jìn)行動作的控制器。
[0013] 優(yōu)選地，當(dāng)所述對中桿的長度等于所述GPS接收機(jī)距離所述對中桿的底部的長度 時，所述裝置還包括：
[0014] 在所述對中桿的頂部設(shè)置一 GI^接收機(jī)。
[0015] 應(yīng)用本申請的上述技術(shù)方案，本申請?zhí)峁┑幕谇蛎婺Ｐ偷腞TK傾斜測量裝置包 括對中桿和與對中桿相交設(shè)置的支撐圓盤。其中，對中桿的底部接觸待測量點，支撐圓盤的 邊緣部分設(shè)置有至少一個GPS接收機(jī)，所述GI^接收機(jī)用于測量當(dāng)前所述GPS接收機(jī)所在位 置的坐標(biāo)。且設(shè)置有所述GPS接收機(jī)的支撐圓盤的邊緣部分能夠W所述對中桿為軸作軸向 運(yùn)動。因此，本申請通過控制支撐圓盤的邊緣部分作軸向運(yùn)動來控制GPS接收機(jī)的位置，從 而實現(xiàn)在不同位置上的GPS接收機(jī)用W測量得到多個不同位置的GPS接收機(jī)的所在位置的 坐標(biāo)信息，進(jìn)而基于球面模型，依據(jù)測得的多個不同位置的GI^接收機(jī)所在位置的坐標(biāo)信息 W及GPS接收機(jī)距離對中桿的底部的長度計算得到對中桿底部接觸的待測量點的坐標(biāo)。本 申請?zhí)峁┑幕谇蛎婺Ｐ偷腞TK傾斜測量裝置不要求對中桿必須始終保持豎直，而獲得的 對中桿底部接觸的待測量點的坐標(biāo)的準(zhǔn)確度、精度相比于現(xiàn)有技術(shù)大大提高。
【附圖說明】
[0016] 為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0017] 圖1為本申請?zhí)峁┑囊环N基于球面模型的RTK傾斜測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[001引圖2為本申請中對中桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0020] 請參閱圖1，其示出了本申請?zhí)峁┑囊环N基于球面模型的RTK傾斜測量裝置的結(jié)構(gòu) 示意圖，包括:對中桿100和支撐圓盤200。其中，
[0021 ]對中桿100的底部接觸待測量點。
[0022] 在本申請中，對中桿100的底部可W設(shè)置為圓錐體狀，即對中桿100的底部包括一 底部尖端，如圖2所示，該底部尖端接觸于待測量點。通過底部尖端接觸待測量點，有利于對 待測量點的準(zhǔn)確定位。
[0023] 支撐圓盤200與所述對中桿100相交設(shè)置，且所述支撐圓盤200的邊緣部分設(shè)置有 至少一個GPS接收機(jī)300,所述GPS接收機(jī)300具體用于測量當(dāng)前所述GPS接收機(jī)300所在位置 的坐標(biāo)。且本申請中設(shè)置有所述GPS接收機(jī)300的支撐圓盤200的邊緣部分能夠W所述對中 桿100為軸作軸向運(yùn)動。
[0024] 在本申請中，作為優(yōu)選地，支撐圓盤200與對中桿100垂直相交設(shè)置，對中桿100和 支撐圓盤200的連接部分始終保持與支撐圓盤200共面。
[0025] 其中，關(guān)于本申請中設(shè)置有所述GPS接收機(jī)300的支撐圓盤200的邊緣部分能夠W 所述對中桿100為軸作軸向運(yùn)動的實現(xiàn)方式可W包括多種，例如支撐圓盤200與對中桿100 的連接部分采用滾動連接方式，使得支撐圓盤200能夠整體W對中桿100為軸作軸向運(yùn)動。 或者，支撐圓盤200與對中桿100通過焊接等方式進(jìn)行連接固定，支撐圓盤200與對中桿100 一同作軸向運(yùn)動等。
[00%]具體在本申請中，支撐圓盤200的邊緣部分設(shè)置有至少一個GI^接收機(jī)300。而在本 申請實際應(yīng)用過程中，為了減少設(shè)計成本，本申請優(yōu)選在支撐圓盤200的邊緣部分只設(shè)置一 個GPS接收機(jī)300。在下述實施例中，本申請W支撐圓盤200的邊緣部分只設(shè)置一個GI^接收 機(jī)300為例進(jìn)行說明。
[0027] 在本申請實際應(yīng)用過程中，設(shè)置在支撐圓盤200的邊緣部分的GPS接收機(jī)300首先 對當(dāng)前所述GI^接收機(jī)300所在位置進(jìn)行一次測量，獲得當(dāng)前所述GI^接收機(jī)300所在位置的 第一坐標(biāo)信息后，支撐圓盤200的邊緣部分便軸向運(yùn)動一定的角度，如30°、60°、90°等，進(jìn)而 在GPS接收機(jī)300改變位置后，再對改變位置后的當(dāng)前GPS接收機(jī)300所在位置進(jìn)行一次測 量，并再次獲得改變位置后的當(dāng)前GI^接收機(jī)300所在位置的第二坐標(biāo)信息。即在本申請中， 每當(dāng)GI^接收機(jī)300完成一次測量，獲得一次坐標(biāo)信息后，支撐圓盤200的邊緣部分便軸向運(yùn) 動一定的角度，待GPS接收機(jī)300位置改變后，GPS接收機(jī)300再次對改變位置后的當(dāng)前GI^接 收機(jī)300所在位置進(jìn)行測量，并再次獲得改變位置后的當(dāng)前GPS接收機(jī)300所在位置的坐標(biāo) 信息。
[0028] 因此本申請中，作為優(yōu)選地，還可W進(jìn)一步包括:驅(qū)動裝置400和控制器500。其中， 控制器500可W接收用戶輸入的控制指令，如控制支撐圓盤200的邊緣部分軸向運(yùn)動30°、 60°、90°等，進(jìn)而依據(jù)接收到的控制指令，控制驅(qū)動裝置400進(jìn)行動作。此時的驅(qū)動裝置400 便驅(qū)動控制設(shè)置有所述GPS接收機(jī)300的支撐圓盤200的邊緣部分作軸向運(yùn)動，如軸向運(yùn)動 30°、60°、90° 等。
[0029] 此外，當(dāng)本申請中對中桿100的長度等于GI^接收機(jī)300距離對中桿100的底部的長 度時，本申請還可W在對中桿100的頂部設(shè)置一 GPS接收機(jī)300。通過對中桿100的頂部設(shè)置 的GF*S接收機(jī)300測得的坐標(biāo)信息，也可用于計算待測量點的坐標(biāo)。
[0030] 那么在本申請上述實施例中，本申請通過在支撐圓盤200的邊緣部分設(shè)置至少一 個GPS接收機(jī)300,利用在不同位置上的GPS接收機(jī)300測得的多個不同位置的坐標(biāo)信息，實 現(xiàn)對待測量點的坐標(biāo)信息的計算，從而實現(xiàn)對待測量點坐標(biāo)的測量。
[0031] 具體地，在本申請中，為了保證最終計算得到的待測量點的坐標(biāo)信息的準(zhǔn)確性，本 申請至少需要獲得四個不同位置的GPS接收機(jī)300測得的四個坐標(biāo)信息。那么在本實施例 中，接收機(jī)300測得五個不同位置的五個坐標(biāo)信息為例來說，假設(shè)，本申請中GPS接收 機(jī)300距離對中桿100的底部的長度為S，同時通過軸向轉(zhuǎn)動支撐圓盤200的邊緣部分，使得 6口5接收機(jī)300在五個不同位置分別測量獲得五個對應(yīng)的坐標(biāo)信息，如乂1 =扣，71，111)、乂2 = (X2，y2，h2)、X3= (X3，y3，h3)、X4= (X4，y4，h4)、乂5=(又5,75，115)等。其中，乂1、拉、乂3、乂4、乂5即為6口8 接收機(jī)300在五處不同位置分別測得的坐標(biāo)信息。
[0032] 進(jìn)一步，因為本申請中的GI^接收機(jī)300位于支撐圓盤200的邊緣部分，那么本申請 在轉(zhuǎn)動支撐圓盤200的邊緣部分時，每次轉(zhuǎn)動后的GI^接收機(jī)300的位置距離對中桿100的底 部的長度均相等，因此，GPS接收機(jī)300測得的所有坐標(biāo)信息均位于一個球體上，對中桿100 的底部尖端正好為球體球屯、，如圖1所示，因此本申請正是基于該球面模型，來計算得到對 中桿100的底部尖端接觸的待測量點的坐標(biāo)。
[0033] 具體的首先，本申請基于球面模型，通過Ξ個坐標(biāo)信息，如Xi、X2、X3計算得到對中 桿100底部接觸的待測量點的近似值(/，/，h°)。
[0034] 具體的，本申請中的球面模型為：
[0035]
(1)
[0036] 其中，乂1 =把，71，山），1 = 1、2、3、4或5。3為0口5接收機(jī)300到對中桿100底部接觸的 待測量點間的長度，即s。（ Λ-，1.，/,)為本申請假設(shè)對中桿100底部接觸的待測量點的坐標(biāo)，那 么本申請中求取待測量點近似值(/，八趴的公式如下：
[0037]
訖)
[0038] 具體的其次，基于球面模型利用最小二乘原理，用條件平差的方法求得待測量點 坐標(biāo)（―r'.v'A)。
[004引利用條件平差的方法求待測量點坐標(biāo)，其中五組坐標(biāo)數(shù)據(jù)組成四個條件方程AV+W =0,其中：
[0049]
[0化0] 平差準(zhǔn)則利用最小二乘原理vTpv = min，由于觀測條件相同，因此五組觀測可W當(dāng) 作等權(quán)觀測。
[0化1]貝1J
因此可W最 終求得該待測量點的坐標(biāo)。
[0052]因此應(yīng)用本申請的上述技術(shù)方案，本申請?zhí)峁┑幕谇蛎婺Ｐ偷腞TK傾斜測量裝 置包括對中桿100和與對中桿100相交設(shè)置的支撐圓盤200。其中，對中桿100的底部接觸待 測量點，支撐圓盤200的邊緣部分設(shè)置有至少一個GPS接收機(jī)300,所述GPS接收機(jī)300用于測 量當(dāng)前所述GPS接收機(jī)300所在位置的坐標(biāo)。且設(shè)置有所述GPS接收機(jī)300的支撐圓盤200的 邊緣部分能夠W所述對中桿100為軸作軸向運(yùn)動。因此，本申請通過控制支撐圓盤200的邊 緣部分做軸向運(yùn)動來控制GPS接收機(jī)300的位置，從而實現(xiàn)在不同位置上的GI^接收機(jī)300用 W測量得到多個不同位置的GI^接收機(jī)所在位置的坐標(biāo)信息，進(jìn)而基于球面模型，依據(jù)測得 的多個不同位置的GPS接收機(jī)所在位置的坐標(biāo)信息W及GPS接收機(jī)300距離對中桿100的底 部的長度計算得到對中桿100底部接觸的待測量點的坐標(biāo)。本申請?zhí)峁┑幕谇蛎婺Ｐ偷?RTK傾斜測量裝置不要求對中桿必須始終保持豎直，而獲得的待測量點的坐標(biāo)的準(zhǔn)確度、精 度相比于現(xiàn)有技術(shù)大大提高。
[0053] 同時，本申請只需在支撐圓盤200的邊緣部分設(shè)置一個GPS接收機(jī)300即可實現(xiàn)對 待測量點坐標(biāo)信息的獲取，運(yùn)相比于現(xiàn)有技術(shù)大大降低了設(shè)計成本。
[0054] 需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實 體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示運(yùn)些實體或操作之間存 在任何運(yùn)種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋 非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要 素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為運(yùn)種過程、方法、物品或者設(shè)備 所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0055] W上對本申請所提供的一種基于球面模型的RTK傾斜測量裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹， 本文中應(yīng)用了具體個例對本申請的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，W上實施例的說明只是用 于幫助理解本申請的方法及其核屯、思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請的 思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為 對本申請的限制。
【主權(quán)項】
1. 一種基于球面模型的RTK傾斜測量裝置，其特征在于，包括： 對中桿，所述對中桿的底部接觸待測量點； 與所述對中桿相交設(shè)置的支撐圓盤，所述支撐圓盤的邊緣部分設(shè)置有至少一個GPS接 收機(jī)，所述GPS接收機(jī)用于測量當(dāng)前所述GPS接收機(jī)所在位置的坐標(biāo)； 其中，設(shè)置有所述GPS接收機(jī)的支撐圓盤的邊緣部分能夠以所述對中桿為軸作軸向運(yùn) 動。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于球面模型的RTK傾斜測量裝置，其特征在于，所述對中桿 的底部包括底部尖端，所述底部尖端接觸所述待測量點。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于球面模型的RTK傾斜測量裝置，其特征在于，所述對中 桿和所述支撐圓盤垂直相交設(shè)置，所述對中桿和所述支撐圓盤的連接部分始終保持與所述 支撐圓盤共面。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于球面模型的RTK傾斜測量裝置，其特征在于，還包括： 用于驅(qū)動控制設(shè)置有所述GPS接收機(jī)的支撐圓盤的邊緣部分作軸向運(yùn)動的驅(qū)動裝置和 用于依據(jù)接收到的控制指令，控制所述驅(qū)動裝置進(jìn)行動作的控制器。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于球面模型的RTK傾斜測量裝置，其特征在于，當(dāng)所述對中 桿的長度等于所述GPS接收機(jī)距離所述對中桿的底部的長度時，所述裝置還包括： 在所述對中桿的頂部設(shè)置一 GPS接收機(jī)。
【文檔編號】G01S19/42GK205670193SQ201620547126
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】羅新偉, 陳曉龍, 楊志鵬, 黃小兵, 徐放明
【申請人】北京恒華偉業(yè)科技股份有限公司