[发明专利]斜距交会方法及系统

说明书

本发明公开了一种斜距交会方法及系统，其中斜距交会系统包括：卫星定位接收器，用于确定空间坐标；激光测距装置，用于测定斜距；电子手簿，用于计算和显示；对中杆，用于安设前述各部件；其中，卫星定位接收器固定在对中杆顶部，激光测距装置和电子手簿均通过夹持装置固定在对中杆上。在待定点无法用卫星定位方法直接测定时，利用本发明的斜距交会方法及相应的系统，通过卫星定位接收器与激光测距相结合，无需方位角，也无需将斜距转化为平距，即可快捷的交会出待定点的坐标。系统结构简明、便于携带、成本低廉，作用范围可达数百米。本发明有效弥补了现有技术的缺陷，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于测绘地理信息领域，尤其涉及一种斜距交会方法及系统。

背景技术

卫星定位是指利用GPS、GLONASS、BDS等各类导航卫星进行定位的方法，由于其全天候、全天时、广覆盖、高精度的特点，目前在测绘、导航、国土、农林等行业得到广泛应用。但如果待定点附近有信号遮挡导致不能同时接收到四颗以上卫星，或者有电磁干扰导致卫星信号异常，或者待定点无法接近，则卫星定位无法顺利完成。对于这一问题，目前最常用的解决方案是先在待定点附近用卫星定位方法得到若干个已知点，然后再在已知点上架设全站仪测定待定点的坐标，此种方法的缺点在于：①全站仪及配件携带不方便；②全站仪的对中整平及测量的操作较为耗时；③全站仪造价较高。

CN101490505A涉及一种使用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，但需要借助重力感应器件，以便用倾角推算待定点与GPS天线相位中心之间的几何关系。CN102540200A披露了一种全球导航卫星系统接收机及位置测量方法；CN104931976A公开了一种便携型的地理信息现场实时测绘方法；二者均涉及将激光测距仪和GPS组合，但其需要激光测距仪提供俯仰角、方位角，存在如下缺点：1)内置的陀螺仪，其北方向与坐标北方向存在一个不可忽略的系统性偏差，且该偏差与地理位置相关，需要经常性的校正，大大削弱其便捷性；2)即使经过校正将此系统误差消除，其定北的中误差仍然存在，通常大于±1°；3)测角误差较大，通常在±0.1°以上。目前市面上还出现了一种内部带有MEMS(倾斜传感器)的GNSS接收机，当对中杆底部放置在待定点上而杆身倾斜一定角度(通常在30°以内)时，由于MEMS可给出俯仰角、方位角，便可计算出相应的坐标改正量。但除了与前述的各种缺点(主要是定北不准所导致的方位角误差大)，还需要注意的是，对中杆长度总是有限的，通常也就是2m，在此范围之内才可以测得。

CN105445774A提供了一种GNSS与激光测距相结合的测量系统及测量方法，摆脱了定位对于方位和角度观测值的依赖，但需要提供平距，在一些特定的情况下平距可能需要反复调节激光测距装置的位置，影响了测量效率。

因此研究一种便携低廉的系统以及高效易行的测量方法，使卫星定位不可测点的坐标精度能在一定的测程内达到厘米级，具有非常现实的意义和广阔的应用前景。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种斜距交会方法及系统，从而弥补现有技术在携带、效率、成本、精度等多方面的缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种斜距交会方法，在n个待定点附近，选择m个可测点，其中n≥1，m≥3，所述可测点是指该点上能利用卫星定位方法测量出合乎精度要求的坐标，并至少与一个待定点通视，在每一个可测点上进行下述操作：

步骤1，使对中杆竖直，用卫星定位方法测定出激光测距装置几何中心的三维坐标；

步骤2，用激光测距装置测定其到所有与之通视的待定点的斜距；

步骤3，遍历所有待定点，记某一待定点P到可测点的斜距观测值数量为q，当q≥3时，按下式计算待定点P的三维坐标，

其中，分别表示待定点P的第一坐标、第二坐标、第三坐标的最优估计值，