[发明专利]使用GPS接收器提供二维位置数据的有高度修正的手持式激光探测器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年7月12日提交的标题为“HANDHELD LASER LIGHT DETECTOR WITH HEIGHT CORRECTION”的临时专利申请 序列号60/830,282的优先权；以及要求2007年3月12日提交的标题为 “HANDHELD LASER LIGHT DETECTOR WITH HEIGHT CORRECTION，USING A GPS RECEIVER TO PROVIDE TWO-DIMENSIONAL POSITION DATA”的临时专利申请序列号 60/906,362的优先权。

技术领域

本发明一般涉及激光接收器，且特别关注于在施工(construction)现场 上使用的用于测量相对高度的类型的激光接收器。本发明被明确公开为包 含自动高度修正能力的激光接收器，其可由激光距离测量设备和重力传感 器或水平探测设备的组合来探测。本发明也被公开为具有自动高度修正能 力的激光接收器，并进一步与全球定位传感器(GPS)接收器组合以获得 水平面的二维位置数据，并且在组合中因此提供了更精确的三维位置“定 位(fix)”。

发明背景

相对高度的测量在施工项目的几乎任何阶段中都是重要的组成部分。 在过去的几十年中，激光参考平面的使用已逐渐成为满足对精确的高度信 息的这种需求的方法。激光平面由激光发射机创建。使用多种方法来完成 该任务，但是最普遍的一种是旋转光束。激光发射机典型地被放置在已知 高度处。光平面被频繁地设立为相对于重力在同一水平上，以便激光平面 上的所有点都在相同的高度。

为了使用这个激光平面来测量点的高度，工人将激光接收器安装在竿 (pole)或柄(handle)上。竿/柄的底部搁在将被测量高度的点上。然而，竿/ 柄必须相对于重力保持垂直。激光接收器被安置在激光平面中，以使它指 示等内(on-grade)位置。相对高度可接着被读作在被测量的点和接收器 的等内位置之间的竿/柄的长度。可用许多不同的竿/柄设计来使这项工作更 容易。大部分设计提供了容易的高度调节和刻度，该刻度可在对工人方便 的高度处被读出。

虽然这些方法被广泛使用，但是仍有改进的空间。竿/柄本身可能比较 贵且不如使用者期望的坚固。必须多留心以保证精确的测量。用这种方法， 现场上的一些点是测量不能达到的，所以可看出该方法有局限性。

除了上述内容以外，GPS接收器对勘查和机器控制的使用在施工领域 是众所周知的。然而，由于GPS接收器中的技术限制，垂直精度是比平行 于地球表面的平面中的精度更糟的两个因素中的至少一个因素。经常地， 垂直维度(dimension)是最重要的，因此有改进此的动机。

发明内容

因此，本发明的一个优点是提供包括激光距离测量设备的激光接收器 单元，激光距离测量设备用于测量从期望高度的激光平面到在工作现场上 待测量的期望物理目标点的距离。

本发明的另一优点是提供与重力参考设备组合的激光接收器单元，以 便当确定在旋转的激光束和目标点之间的激光接收器的相对高度时，激光 接收器单元不一定必须保持与期望的目标点垂直。

本发明的又一优点是提供激光接收器单元，其包括激光距离测量设备 和重力参考设备，并且还具有自动获取激光接收器相对于旋转的激光束和 相对于在工作现场上的期望目标点的位置的取样的能力，并且其可自动进 行垂直测量并储存该结果，用于稍后读出到用户。

本发明的再一优点是提供与高度修正设备和与GPS接收器组合的激 光接收器；该激光接收器可精确地确定在旋转的激光束和目标点之间的相 对高度，且具有高度修正的激光接收器的垂直精度强于只由GPS接收器可 达到的精度，所以结果是提供更精确的三维位置定位的仪器。

本发明另外的优点和其它新颖的特征将在下列的描述中被部分地阐 述，且当审查下列内容时对于本领域技术人员将部分地变得明显或可通过 本发明的实践被认识到。