[发明专利]一种惯性辅助的GPS/BDS融合大比例尺快速宗地测量装置与方法

说明书

本发明公开了一种惯性辅助的GPS/BDS融合大比例尺快速宗地测量装置与方法，惯性辅助的GPS/BDS融合大比例尺快速宗地测量装置包括捷联惯导模块(3)、GNSS OEM板卡(2)、手簿控制端(100)以及FPGA核心板卡(4)；该宗地测量方法集成连续跟踪卫星信号、惯性导航定位输出，基于秒脉冲信号实现数据的同步与集成，采用载波相位观测值进行紧组合定位解算，实现惯性辅助的GPS/BDS融合模糊度解算，并采用部分模糊度固定策略，有利于提高模糊度固定的成功率，该方法能够显著提高系统在遮蔽、半遮蔽区的定位精度和可靠性。本发明能够应用于各种实地宗地测量环境，很好的提高宗地测量作业的效率。

技术领域

本发明涉及卫星定位、惯性定位以及组合导航定位技术，尤其是一种惯性辅助的GPS/BDS融合大比例快速宗地测量装置与方法，属于测绘与导航技术领域，是一种宗地测量方法。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，各行业对位置信息的需求日益增加，特别对于城镇区域大比例尺地形图，是国土管理与规划部门的基础资料，大比例尺地形图成为城镇建设规划必不可少的基础信息。目前，城镇区域存在着无图、图件缺少以及图件老旧的现状，极大地制约城镇区域空间规划。然而，面向城镇区域空间规划对三维地理信息图件的迫切需求，亟需解决城镇大比例尺快速更新难题。传统方法仍然是利用GPS(全球导航定位系统)和全站仪进行分级布网，完成宗地测量任务，普遍存在着宗地测量精度不高、自身技术受限制等诸多问题。为完成我国城镇区域海量高精度三维空间地理信息的快速采集，迫切需要一种适应各种复杂环境的快速宗地测量技术装备，保障我国城镇地理空间信息的现势性，满足城镇规划的需要。

GPS技术的问世，给导航与测量行业带来了深刻的变革，特别是载波相位实时动态定位技术(RTK)的出现，基于模糊度实时固定，可以实现厘米级与毫米级的定位精度，在地形图测量、地籍测量等领域发挥了重要的作用。随着我国自主建立的北斗导航卫星系统(BDS)的快速发展，通过多系统的融合，能够进一步提高系统的可靠性以及精度。卫星导航定位的实现前提是保证接收到4颗以上的卫星信号，但在城镇区域的宗地测量过程中，由于建筑物、树木密集，卫星信号受遮挡时常发生，极大地影响到了宗地测量的效率。

惯性导航系统(INS)是20世纪初发展起来的一种新的导航技术，通过惯性测量单元(IMU)测量角加速度及线加速度值，提供载体的实时位置，但定位误差随时间累积。惯性测量基于给定的初始动态(位置、速度及姿态)，对加速度测量值进行一次积分得到速度信息，对速度信息进行一次积分获得位置信息，对角速度积分推算载体的姿态角，实现坐标的转换。惯性测量是一种无需外界信息的自主测量技术，更新速率快，适应各种作业环境，具有短时高精度的特点。但长时导航会出现位置偏离，需要外界信息进行修正。

集成卫星定位技术与惯性测量技术既可提高卫星定位模型的收敛速度，又可限制INS误差累积，随着惯性导航技术的进步以及惯导设备制造技术的不断成熟，采用高精度、低成本的惯导系统成为可能，从而能够极大的减小组合系统的重量、大小以及成本，使系统实用性得以增强。组合系统的使用能够有效提高外业人员的工作效率，减少作业成本，是解决遮蔽区大比例尺地形图测绘的必然趋势与发展方向。

发明内容

本发明的目的是针对现有宗地测量技术的不足，提供一种基于卫星定位与惯性定位的大比例尺快速宗地测量装置与方法，本发明能够快速、便捷、高效地完成村镇区域多种复杂环境的宗地测量工作。

本发明为实现上述目标，采用如下技术方案：