[发明专利]用大地测量精确单点确定和扫描对物体进行表面确定

说明书

技术领域

本发明涉及用于和利用大地测量装置的测量物体的方法、大地测量装置、由大地测量装置和GNSS接收单元组成的系统以及计算机程序产品。

背景技术

从古代起就已知用于测量目标点的许多大地测量装置。记录方向或角，而且通常还记录从测量装置至该要测量目标点的距离，并且具体地，除了可能存在的参照点以外，还将测量装置的绝对位置登记为空间标准数据。

这种大地测量装置的通常已知示例由经纬仪、视距仪以及全站仪（还被称为电子视距仪或计算机视距仪）所代表。现有技术的大地测量装置例如在公布的申请EP1686350中进行了描述。这种装置具有电感角测量功能，并且可能具有距离测量功能，其准许确定针对选定目标的方向和距离。该角或距离变量在该装置的内部参照系中进行确定，并且必须仍可选地链接至外部参照系以用于绝对位置确定。

在许多大地测量应用中，通过放置具体设计的目标物体来执行点的测量。这些目标物体通常由具有用于限定测量路线或测量点的回射器（例如，360°棱镜）的测量杆构成。对于这种测量任务的情况来说，为了控制测量过程并且为了建立或登记测量参数，在目标点（具体地，在目标物体一侧的手持式数据获取装置）与中央测量装置之间发送许多数据、指令、语言，以及另一些信息项。这种数据的示例为：目标物体的标识（所使用棱镜的类型）、测量杆的倾斜、回射器在地上的高度、回射器常数或诸如温度或空气压力的测量值。这些信息项或情况相关参数是必需的，以允许高精度瞄准并测量由具有棱镜的测量杆所限定的测量点。

现代全站仪通常具有紧凑且集成的构造，其中，通常将同轴距离测量部件并且还将计算机、控制单元，以及存储单元设置在一个装置中。根据全站仪的发展进程，瞄准或照准装置的机动化，而且对于将回射器（例如，360°棱镜）用作目标物体的情况来说，还可以集成用于自动目标搜索和跟踪的装置。作为人机接口，全站仪可以具有电子显示控制单元（通常为具有电子数据存储装置的微处理器计算单元），其具有显示屏和输入装置（例如，键盘）。按电子感测方式获取的测量数据被提供给显示控制单元，使得可以查明目标点的位置，光学地显示，并通过显示控制单元存储。而且，根据现有技术已知的全站仪可以具有用于建立针对外部外围组件的无线连接的无线数据接口，例如，针对手持式数据获取装置，具体地，其可以被实现为数据记录器，或现场计算机。

为指向或瞄准要测量的目标点，该类型的大地测量装置例如具有望远镜瞄准具（例如，光学望远镜）作为瞄准装置。该望远镜瞄准具通常可环绕垂直竖轴并且环绕与测量装置的基部相关的水平倾斜轴旋转，以使该望远镜瞄准具可以通过枢转和倾斜来对准要测量的点。

该瞄准装置的光学系统或光学观察通道通常包含物镜组、图像反向系统、聚焦光学器件、用于产生十字准线的十字线以及目镜，其例如按该顺序从物体侧设置。聚焦透镜组的位置根据物体距离设置，以使得在按焦平面设置的十字线上获得清晰的物体图像。这例如可以通过目镜观察或者基于同轴设置相机来登记。

例如，在EP1081459或EP1662278中，公开了该类型的大地测量装置的望远镜瞄准具的构造。

因为目标物体（例如，通常被用于大地测量目的、具有诸如360°棱镜的目标标记的测量杆）通常无法基于瞄准装置，用肉眼足够精确地瞄准，所以尽管当时通常设置有30倍的光学放大，但常规测量装置还具有作为标准特征的、用作目标回射器的棱镜的自动目标识别功能（ATR：“自动目标识别”）。为此，常规地讲，将另一分离的ATR光源（例如，多模光纤输出部，其发射具有处于850nm区域的波长的光学辐射）和敏感于该波长的特定ATR检测器（例如，CCD区表面传感器）附加地集成在望远镜中。例如，在EP2141450中描述了一种具有用于自动瞄准回射目标的功能并且具有自动目标识别功能的测量装置。

现代装置除了光学观察通道以外，还可以具有相机，其例如集成在望远镜瞄准具中，并且同轴或平行对准，以获取图像，其中，具体地，所获取图像可以被显示为显示控制单元的显示屏上和/或用于遥控的外围装置（例如，数据记录器）的显示屏上的活动图像。该瞄准装置的光学装置可以具有手动对焦（例如，用于改变聚焦光学装置的位置的调节螺钉），或者可以具有自动对焦，其中，焦点位置的改变例如通过伺服电机来执行。例如，大地测量装置中的这种瞄准装置在EP2219011中进行了描述。用于大地测量装置的望远镜瞄准具的自动对焦装置例如根据DE19710722、DE19926706，或者DE19949580获知。