专利名称：Gnss近景超站仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测绘地理信息技术领域，特别涉及ー种GNSS近景超站仪。
背景技术：
目前，对于非接触式的定位測量一般采用航空航天影像测量的方法，在地面非接触式立体測量一般采用三维激光扫描仪或者近景摄影测量的方法。有时采用全球定位系统(Global Positioning System, GPS)测距定位系统实现对点位的测量,但无法实现对不可接触目标的测图；或者采用GPS近景交会系统，实现对不可接触目标的定位和测图，但需要借助外部的GPS浮标来进行控制和约束。海岛测量和绘图中，由于许多海岛的地理条件限制，作业人员无法登岛，为实现无外部控制的海岛像控点布测与现场测图一体化，故此需要集成激光测距传感器、全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)位置传感器、三维姿态传感器和数字影像传感器等设备，提高外业工作效率。激光测距传感器包括带棱镜的激光测距仪，全站仪和超站仪，以及免棱镜的激光测距仪和全站仪。激光测距仪可以实现测距功能，全站仪可以实现测距，测角功能，超站仪可以实现测距，测角及定位功能。带棱镜的激光测距仪、全站仪和超站仪产品主要以日本拓普康，瑞士徕卡，日本宾得等最为著名，观测距离可以大于10公里。免棱镜的激光测距仪、全站仪产品主要以美国康特，中国莱塞等最为实用，观测距离一般不超过5公里。在位置传感器方面一般采用卫星定位技木，当前的卫星导航技术主要是GNSS导航技术，包括美国GPS系统，中国北斗系统以及俄罗斯的GL0NASS系统和欧洲的GALILEO系统。美国GPS系统已经完全建成，终端设备是GPS接收机。俄罗斯GL0NASS系统基本建成，目前的终端设备多是双系统即GPS/GL0NASS接收机，欧洲GALILEO系统目前没有部署成功，中国北斗系统已经实现覆盖亚太区域，终端设备多是双系统即GPS/北斗接收机。在高精度定位领域目前主要以美国的天宝公司产品，瑞士的徕卡公司产品，日本的拓普康公司产品等为主流，另外还包括加拿大诺瓦泰，法国泰雷兹以及中国北斗星通和和芯星通等公司产品；在导航领域主要以麦哲伦，高明为最主要的供应商。三维姿态传感器主要采用惯性导航系统INS或者数字罗盘。在传统的姿态测量，一般采用INS系统，它可以测量出三轴的方向和三轴加速度，从而短时高精度保持运动载体的导航。但由于INS系统具有时间偏移的性质，在长时间的运动过程后会导致导航失败，故此一般采用GPS/INS组合系统来实现长时间高精度的导航。数字罗盘是低成本低精度的姿态测量装备，在一般低标准的要求下可以用于替代INS，其在水下DGPS定位系统，车载导航等方面得到广泛应用。数字影像传感器主要采用的设备是数码相机。摄影测量是ー种利用被摄物体影像来重建物体空间位置和三维形状的技术。在摄影测量特别是航空摄影测量中实用的航空型数码相机，主要是随着(XD (Charged Coupled Device)传感器技术的发展而兴起的。航空数码相机主要以两种方式发展，一种是基于线阵的传感器方式，代表产品有ADS40 ;另ー种、是基于面阵的传感器方式，代表产品有DMC、UCD、SWDC等。当前数码相机在航空特别是低空中的应用一般采用多台相机，如采用四头相机阵列进行航空摄影，或采用五头相机进行倾斜航空摄影等。集成激光测距，卫星定位，姿态测量，摄影测量四种测量方式的综合测量设备目前有三维激光扫描仪等类似设备，但三维激光扫描仪安装的相机主要进行纹理处理，不能进行定位和测图，且无法识别海岛岸线及等高线绘图功能，并且由于上述技术只是对测绘信息分别采集和处理，无法实现在无外部控制或约束条件下的对未到达点的非接触測量目标的定位和测图
实用新型内容
(一 )要解决的技术问题本实用新型要解决的技术问题是在没有其他外部像控约束的条件下，对不可到达的非接触测量目标直接实现高精度定位和测图。(ニ)技术方案为解决上述技术问题，本实用新型提供了ー种GNSS近景超站仪，所述超站仪包括相互连接的信息測量器和主操控器，所述信息測量器，用于采集边长信息、点位坐标信息、角度信息、以及影像信息，并发送至所述主操控器；所述主操控器，用于接收所述信息測量器所发送的边长信息、点位坐标信息、角度信息、以及影像信息，并对所述边长信息、点位坐标信息、角度信息、以及影像信息分别进行解析和处理，以实现无外部控制的未接触目标的定位和测图。优选地，所述信息測量器包括均与所述主操控器连接的激光测距传感器、GNSS位置传感器、三维姿态传感器、以及数字影像传感器，所述激光测距传感器，用于采集边长信息，并发送至所述主操控器；所述GNSS位置传感器，用于采集点位坐标信息，并发送至所述主操控器；所述三维姿态传感器，用于采集姿态信息，并发送至所述主操控器；所述数字影像传感器，用于采集影像信息，并将所述影像信息发送至所述主操控器。优选地，所述GNSS位置传感器包括GNSS天线和GNSS主板，所述GNSS天线，用于接收GNSS卫星信号，并将所述GNSS卫星信号传送至所述GNSS主板；所述GNSS主板，用于接收所述GNSS卫星信号，根据所述GNSS卫星信号生成所述点位坐标信息，并将所述点位坐标信号发送至所述主操控器。优选地，所述GNSS位置传感器还分别与所述激光测距传感器、三维姿态传感器、以及数字影像传感器连接，所述激光测距传感器、三维姿态传感器、以及数字影像传感器，通过脉冲触发GNSS位置传感器的方式获取所述GNSS位置传感器的时间。优选地，所述信息測量器还包括电源，所述电源为所述激光测距传感器、GNSS位置传感器、三维姿态传感器、以及数字影像传感器分别进行供电。优选地，所述主操控器为エ业电脑。[0026](三)有益效果本实用新型通过设置信息測量器和主操控器，实现了在没有其他外部像控约束的条件下，对不可到达的非接触测量目标直接实现高精度定位和测图。
图I是按照本实用新型一种实施方式的GNSS近景超站仪的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进ー步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。图I是按照本实用新型一种实施方式的GNSS近景超站仪的结构框图；參照图1，本实施方式的GNSS近景超站仪包括相互连接的信息測量器10和主操控器20，所述信息測量器10，用于采集边长信息、点位坐标信息、角度信息、以及影像信息，并发送至所述主操控器20 ；所述主操控器20，用于接收所述信息測量器10所发送的边长信息、点位坐标信息、角度信息、以及影像信息，并对所述边长信息、点位坐标信息、角度信息、以及影像信息分别进行解析和处理，以实现无外部控制的未接触目标的定位和测图。优选地，所述信息測量器10包括均与所述主操控器20连接的激光测距传感器101、GNSS位置传感器102、三维姿态传感器103、以及数字影像传感器104，所述激光测距传感器101，用于采集边长信息，并发送至所述主操控器20 ；所述GNSS位置传感器102，用于采集点位坐标信息，并发送至所述主操控器20 ；所述三维姿态传感器103，用于采集姿态信息，并发送至所述主操控器20 ；所述数字影像传感器104，用于采集影像信息，并将所述影像信息发送至所述主操控器20。优选地，所述GNSS位置传感器102包括GNSS天线1021和GNSS主板1022，所述GNSS天线1021，用于接收GNSS卫星信号，并将所述GNSS卫星信号传送至所述GNSS主板1022 ；所述GNSS主板1022，用于接收所述GNSS卫星信号，根据所述GNSS卫星信号生成所述点位坐标信息，并将所述点位坐标信号发送至所述主操控器20。为实现各传感器的时间同步，优选地，所述GNSS位置传感器102还分别与所述激光测距传感器101、三维姿态传感器103、以及数字影像传感器104连接，所述激光测距传感器101、三维姿态传感器103、以及数字影像传感器104，通过脉冲触发GNSS位置传感器102的方式获取所述GNSS位置传感器102的时间。优选地，所述信息測量器10还包括电源105，所述电源105为所述激光测距传感器101、GNSS位置传感器102、三维姿态传感器103、以及数字影像传感器104分别进行供电。优选地，所述主操控器20为エ业电脑。本实施方式的GNSS近景超站仪的工作原理为首先，对所述GNSS位置传感器、三维姿态传感器、数字影像传感器进行标定，实现GNSS位置传感器的坐标系统、三维姿态传感器的坐标系统、以及数字影像照片(所述数字影像照片由对所述影像信息进行解析后获得)所拍摄的目标坐标系的统ー；其次，所述激光测距传感器、三维姿态传感器、以及数字影像传感器，通过脉冲触发GNSS位置传感器的方式获取所述GNSS位置传感器的时间；其后，所述激光测距传感器采集边长信息，并发送至所述主操控器；所述GNSS位置传感器采集点位坐标信息，并发送至所述主操控器；所述三维姿态传感器采集姿态信息，并发送至所述主操控器；所述数字影像传感器采集影像信息，并将所述影像信息发送至所述主操控器；最后，所述操控器先解析所接收到的数据，继而通过解析出的边长信息、姿态信息、以及点位坐标信息获取数字影像照片中多个地物特征点的三维坐标，将多个地物特征点作为像片像控点，经过对同一片区域不同角度的多张数字影像照片获取形成立体像对，通过立体像对所包含的点位坐标信息、姿态信息来实现无外部控制的未接触目标的定位和测图。以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。·
权利要求1.ー种GNSS近景超站仪，其特征在于，所述超站仪包括相互连接的信息測量器和主操控器， 所述信息測量器，用于采集边长信息、点位坐标信息、角度信息、以及影像信息，并发送至所述主操控器； 所述主操控器，用于接收所述信息測量器所发送的边长信息、点位坐标信息、角度信息、以及影像信息，并对所述边长信息、点位坐标信息、角度信息、以及影像信息分别进行解析和处理，以实现无外部控制的未接触目标的定位和测图。
2.如权利要求I所述的超站仪，其特征在于，所述信息測量器包括均与所述主操控器连接的激光测距传感器、GNSS位置传感器、三维姿态传感器、以及数字影像传感器， 所述激光测距传感器，用于采集边长信息，并发送至所述主操控器； 所述GNSS位置传感器，用于采集点位坐标信息，并发送至所述主操控器； 所述三维姿态传感器，用于采集姿态信息，并发送至所述主操控器； 所述数字影像传感器，用于采集影像信息，并将所述影像信息发送至所述主操控器。
3.如权利要求2所述的超站仪，其特征在于，所述GNSS位置传感器包括GNSS天线和GNSS主板， 所述GNSS天线，用于接收GNSS卫星信号，并将所述GNSS卫星信号传送至所述GNSS主板； 所述GNSS主板，用于接收所述GNSS卫星信号，根据所述GNSS卫星信号生成所述点位坐标信息，并将所述点位坐标信号发送至所述主操控器。
4.如权利要求2所述的超站仪，其特征在于，所述GNSS位置传感器还分别与所述激光测距传感器、三维姿态传感器、以及数字影像传感器连接，所述激光测距传感器、三维姿态传感器、以及数字影像传感器，通过脉冲触发GNSS位置传感器的方式获取所述GNSS位置传感器的时间。
5.如权利要求2所述的超站仪，其特征在于，所述信息測量器还包括电源，所述电源为所述激光测距传感器、GNSS位置传感器、三维姿态传感器、以及数字影像传感器分别进行供电。
6.如权利要求I 5中任一项所述的超站仪，其特征在于，所述主操控器为エ业电脑。
专利摘要本实用新型公开了一种GNSS近景超站仪，涉及测绘地理信息技术领域，所述超站仪包括相互连接的信息测量器和主操控器，所述信息测量器，用于采集边长信息、点位坐标信息、角度信息、以及影像信息，并发送至所述主操控器；所述主操控器，用于接收所述信息测量器所发送的边长信息、点位坐标信息、角度信息、以及影像信息，并对所述边长信息、点位坐标信息、角度信息、以及影像信息分别进行解析和处理，以实现无外部控制的未接触目标的定位和测图。本实用新型通过设置信息测量器和主操控器，实现了在没有其他外部像控约束的条件下，对不可到达的非接触测量目标直接实现高精度定位和测图。
文档编号G01C11/00GK202452974SQ20122002656
公开日2012年9月26日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者党亚民, 李得海, 秘金钟, 章传银, 谷守周 申请人:中国测绘科学研究院
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