[发明专利]一种用于高精度测绘一体机的倾斜测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及测绘技术领域，尤其涉及一种用于高精度测绘一体机的倾斜测量方法。

背景技术

GNSS(卫星导航)测绘一体机广泛应用与各种测绘测量领域。在测绘过程中，为保证被测点的位置精度，要求测绘一体机依照物理水平气泡的指示进行对中操作，而采用对中操作成为过程相对繁琐、技术难度大、且易造成误差的工作过程。如果测绘一体机带有倾斜测量功能，使得测绘人员无需物理水平气泡对中即可实现精确的位置测量，将大大简化测绘人员的劳动强度并提升效率。

目前倾斜测量补偿功能均集成于高端GNSS测绘一体机内，例如以美国trimble公司的R10为代表，由于技术难度及保密原因，倾斜测量功能不存在独立单元产品，所以倾斜测量功能不能被普遍应用一般GNSS测绘一体机中，并且，传统的倾角传感器由于体积较大、精度较低，且功能形式与测绘一体机应用差别很大，无法应用于测绘一体机的倾斜测量补偿。综上所述，现有技术中存在测绘一体机不能倾斜测量导致测量过程繁琐以及测量误差大的问题。

发明内容

本发明提供了一种用于高精度测绘一体机的倾斜测量方法，旨在解决针对现有技术中存在测绘一体机不能倾斜测量导致测量过程繁琐以及测量误差大的问题，具体方案为：

一种用于高精度测绘一体机的倾斜测量方法，所述倾斜测量方法包括：

带有载波相位差分定位(RTK)功能的测绘一体机输出带有定位标志的定位信息；

测绘一体机的倾斜测量模块获取若干个不同位置的定位信息并根据定位标志判断该定位信息是否可以用来进行下一步计算，若可以，根据合格的定位信息进行最小二乘球拟合得到最终的对中杆底部被测点的位置。

上述的倾斜测量方法，其中，带有载波相位差分定位(RTK)功能的测绘一体机输出标准的NMEA0183协议的GPGGA语句。

上述的倾斜测量方法，其中，根据测绘一体机输出标准的NMEA0183协议的GPGGA语句中的定位标志判断该定位信息是否准确可用，定位标志判断定位结果判断可用的情况为：差分定位解状态为固定解。

如权利要求1所述的倾斜测量方法，其特征在于，测绘一体机的倾斜测量模块获取至少4个不同位置点的定位信息；

各不同位置点的位置分布越广、可用位置信息越多，计算精度越高。

如权利要求1所述的倾斜测量方法，其特征在于，测绘一体机的中杆在测量过程中的长度为固定不能更改，且对中杆底部不能移动。

如权利要求1所述的倾斜测量方法，其特征在于，将所述定位信息通过最小二乘球拟合进行计算，直接输出对中杆底部的位置信息。

上述的倾斜测量方法，其中，所述最小二乘球拟合具体为：

设拟合非完整球面的最小二乘球的方程式为

(x-a)²+(y-b)²+(z-c)²＝R²，

展开并整理得：

x²+y²+z²+2ax+2by+2cz+d＝0；

无量纲值d＝a²+b²+c²-R²；

实际方程式可能会不等于零，即

式中，k_i为实际非完整球面上各采样点与拟合最小二乘球球面上相应点的函数偏差值，

当为最小时，拟合的最小二乘球逼近实际非完整球，根据求最小值的方法，由

得到一组未知数为a,b,c,d的线性方程组并用最小二乘法求解，得到球心坐标a,b,c即为对中杆底部位置坐标，球半径即为杆长

其中，a,b,c分别为RTK解算得到的对中杆底部位置的经度、纬度和高度坐标值，x_i、y_i、z_i为测量中中杆顶部接收机所在位置的经纬度坐标，F为非完整球面上各采样点与拟合最小二乘球球面上相应偏差值的平方和函数。

本发明的优点在于：

1、本发明所述的倾斜测量方法只需要带有载波相位差分功能的高精度测绘一体机即可，不需要额外的硬件成本。

3、本发明所述的倾斜测量方法与传统的通过测量接收机姿态角信息的倾斜测量模块相比，不受任何外部环境(磁干扰、温度变化等)影响。