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专利名称：一种联系gps定位和三维激光扫描仪测量的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种縣GPS定位和三維激光扫描仪测量的體，尤其适用于
确定被测物体的三维乡fe^^i懂。
背景财
目te高层魏、桥梁等方面的z娜监测中，常常4柳三维激光扫描仪测量获 取目标物的三维^^信息。但是，MH维激光扫描仪获取的健信息，是在机器 坐标系(一种相对坐标系)下的一种相对錢信息，因此需要将三纖光扫描仪测 量获得的相对信息转赔统一坐标系中；在地鹏境不稳定的情况下，控制点会随 着地面的变动而变动，例如在矿区的^^监测中，控制点会因为地下的采动而发生位 移，雜会导致 糧结果发生偏差，因雌需要定量获^S制点的^^量。目 前，还没有用雅决战问题的方法及其體。

实用新型内容
技术问题本实用新型的目的^l^一种结构简单，j顿简便，测量精度高的 縣GPS定位和三维激光扫描仪测量的體。
技术方案本实用新型的縣GPS定位和三维激光扫描仪测量的驢，包括 ，，设M^上的觇^^g， AIS^S上设有管水准器，tt上设有圆水准器， 臓的觇丰^g包括固定^^上的彌由，彌由上设有与轴承相配合的转盘， 转盘的夕卜^b^设有两个插孔孑L^，两个插孔孑L^内各设有一个由锁紧螺钉固定 的觇标，^c轴的上方设有安装GPS接收机的连接杆。
有益效果-細觇丰^g将GPS静态定位获取的WGS國84坐标弓I AH纖光扫 描仪测量，作为坐标转换的控制，M;求得的转换方程实1LH維激光扫描仪的三维 舰娜離测的方法，配与主要由鹏、觇t^a和腿GPS接收机的连接杆构 成的装置，将GPS定位和三维激光扫描仪测量,起来，有效地用于高层建筑、桥 梁的 监测等方面。通3i^接GPS接收机，确定该,几何中心的WGS-84坐标; MH维激光扫描仪测Si^a的觇标确定驢几何中A在相对坐标系下的坐标； Mil本^g几何中心的WGS-84坐标和相对坐f自算出相对坐标系向WGS-84坐标转 换的参数方程；三维激光扫描仪获取的相对坐+ail，参数方程转换成WGS-84
坐标系下的坐标。M:在多期观测中的应用，实iE维激光扫描ie纟赵^t，精 确测量。本方法不需做专门的控制点，^^^F就可以，置的几何中心作为控 制点，将GPS定位和三维激光扫描仪测量有效结^^0根据GPS接收机的相位中 心和觇标中心的几何斜牛，解算出，几何中心的WGS-84坐标，作为三会t激光扫描 仪每次测量的转换難，同时，后期的测量结果不会因为控制点的变动而穀膨响。 可用于工程测量、学术研究，也可用于实践教学训练，为工矿企M:民用建涯决 工程实际问题，其结构简单、紧凑合理，操作、携带方便，在本^^领域内具有广 泛的实用性。


图1是本实用新型的主视图。 图2是图1的A-A剖面俯视图
图中1"GPS接收机，2-连接杆，3-觇标，4-锁紧螺钉，5-管水准器，6-沉头 螺钉，7-錄轴，8-轴承盖，9-轴承，10-转盘，11-脚螺旋，12-±^， 13-下底 座，14-圆水准器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步描述。
本实用新型麟GPS定位和三维激光扫描仪测量的驢，主要由鹏、觇f魂 置和设在觇f^置上的GPS接收机1构成。底座为三/KS形结构，由J^座12和下 ，13纟賊，上下皿的三个/TVt间设有可调节水平^g伸縮的脚螺旋11， M 座12上安竊圆水准器14，圆水准器14镶嵌安^hi^ 12的一角上，用于觇 标水平状态的粗调；下/ 13的中心加工有用于安^H脚架,孔。觇l^fti要 由^:轴7，设在^:轴7上的转盘10和觇标3构成，转盘10的夕卜斗^ 设有 两个插孔孑Ufe两个插孔孑,内#^翻一个觇标3，两个觇标3分别由牵鰾螺钉4 固定，以防歧位觇标3的松动和脱落。觇标3为铝板制造，中部开有中A孑L以 中A吼为難，在觇标3的两个面上粘帖或画有醒目的耙心标志。转盘10上竊帮 助整平的管水准器5，管水准器5经调�：笥寐荻す潭ㄔ谧�盘10的表面，用于觇标 水平状态的微调。^:轴7穿JU^ 12的中A吼，aOT钉紧固^J:鹏12上， ^ c轴7上安辯由承9，轴承9外圈与转盘10连接安装，轴承9上部的轴承盖8用 沉头螺钉6紧固在转盘10鹏，轴承盖8内设有具有密封和卩妮作用的密封圈。支 承轴7顶端加工有螺纹，M:^:轴7顶端加工的螺纹段螺^i蹄连接杆2，连 接杆2为非金属材料制造，GPS接收机1螺鄉接安^S接杆2顶端。转盘10、
觇标3绕^i:轴7旋转，便于两觇标对 iH维激光扫描仪的扫描方向，转盘10細 铝合嫌造。
工作过粗将縣GPS定位和的三纖光扫描仪测量的驢用螺栓安置到HiP 架上(GPS"Global Positioning System的縮写，意即铺定位系统)，同时架^H个 t个以上OT，斷；fflil旋转觇^^g的转盘10，使鹏^g的两个鹏示3对 mH乡t激光扫描仪的扫描方向；先用三维激光扫描^t准两个觇标3的耙^3描一 次，然后旋转觇S^g 180° ，对两个觇标3的耙心再扫描一次，取两7烦觇标3 扫描的均值，以消除横轴的水平^， ililH维激光扫描仪测量确定两个鹏示3靶 心的相对坐标，取均,算出觇l^g几何中心的相对坐标，待设在觇l^置上的 GPS接收机1静态定位后，确定觇f^S几何中心的WGS-84坐标和精度(WGS-84， 国际力也测量和地球物理^会定义的坐标系，GPS定位常用的坐标系统)，解算出 相对坐标向WGS-84坐标转换的参i[^程，用三維激光扫描iW被测物体获取相对坐 标，舰参lfc^程C转賊WGS-84坐标系下的坐标，作为三纟t激光扫描仪每次测量 的转换基准，纟S12 3期对测物体的实际测量获，标，对获得的 进行比较， 即顿定被测物体的三纟魅树^i量。
权利要求1. 一种联系GPS定位和三维激光扫描仪测量的装置，包括底座，设在底座上的觇标装置，觇标装置上设有管水准器(5)，底座上设有圆水准器(14)，其特征在于所述的觇标装置包括固定在底座上的支承轴(7)，支承轴(7)上设有与轴承(9)相配合的转盘(10)，转盘(10)的外径上对称设有两个插孔孔座，两个插孔孔座内各设有一个由锁紧螺钉(4)固定的觇标(3)；支承轴(7)的上方设有安装GPS接收机(1)的连接杆(2)。
专利摘要一种联系GPS定位和三维激光扫描仪测量的装置，由底座、觇标装置和设在觇标装置上的GPS接收机构成。觇标装置包括固定在底座上的支承轴，支承轴上设有与轴承相配合的转盘，转盘的外径上对称设有两个插孔孔座，两个插孔孔座内各设有一个由锁紧螺钉固定的觇标，支承轴的上方设有安装GPS接收机的连接杆。利用觇标装置将GPS接收机静态定位获取的WGS-84坐标引入三维激光扫描仪测量，作为坐标转换的控制，通过求得的转换方程实现三维激光扫描仪的三维绝对变形量监测，用于高层建筑、桥梁的变形监测，不需做专门的控制点，将仪器整平就可以把装置的几何中心作为控制点，其结构简单、紧凑合理，操作、携带方便，具有广泛的实用性。
文档编号G01S1/00GK201210047SQ200820038098
公开日2009年3月18日 申请日期2008年6月11日 优先权日2008年6月11日
发明者孙久运, 张建勋, 坚 王, 闫文林, 高井祥 申请人:中国矿业大学