[发明专利]一种基于北斗卫星与GPS融合的矿区三维形变监测及数据处理方法

权利要求书

1.一种基于北斗卫星与GPS融合的矿区三维形变监测及数据处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：在矿区上布设三维形变监测装置，通过三维形变监测装置获取GPS监测信息和三维图像信息；

S2：将GPS监测信号与三维图像信息通过三维形变监测装置进行整合；

S3：通过计算机解算GPS监测信号和整片矿区的三维图像信息，解算出该矿区的三维图像坐标信息，三维图像坐标信息包括：位置信息、高程信息和形变信息；

S4：将计算机解算出的信息通过发射器发射给北斗卫星，再通过北斗卫星将该矿区实时监测的三维图像形变数据发送给总控制室；

本发明采用的三维形变监测装置包括固定台面(1)、水平测量标志(11)、GPS观测杆(12)、强制归心装置(13)、基板(14)、一号箱体(15)、二号箱体(16)和人工角反射器(2)；还包括驱动单元(3)、俯仰角调节单元(4)、水平旋转调节单元(5)、位置调节单元(6)、双头气缸(7)、储气箱和控制器；所述控制器用于控制三维形变监测装置的工作；所述固定台面(1)安装在地面上，固定台面(1)上设有水平测量标志(11)、基板(14)、储气箱、一号箱体(15)和GPS观测杆(12)，固定台面(1)的左侧壁上设有影像仪，影像仪用于采集三维图像；所述水平测量标志(11)为四个，高出固定台面(1)两厘米，四个水平测量标志(11)构成方形的四个顶点，人工角反射器(2)与GPS观测杆(12)均位于四个点构成的方形内；所述一号箱体(15)位于GPS观测杆(12)的左侧，且均固连在固定台面(1)上，一号箱体(15)上设有一号槽(151)；所述强制归心装置(13)固连在GPS观测杆(12)顶部，GPS观测杆(12)上连接有GPS天线；所述二号箱体(16)通过基板(14)固连在固定台面(1)上；所述人工角反射器(2)底部通过一号轴(21)与二号箱体(16)转动安装，人工角反射器(2)一侧面与俯仰角调节单元(4)铰接，人工角反射器(2)包括反射锅(22)、一号安装座(23)、二号安装座(24)、一号杆(25)、二号杆(26)和三号杆(27)；所述一号安装座(23)一端和二号安装座(24)间相互铰接，一号安装座(23)另一端与反射锅(22)固连，二号安装座(24)另一端与一号轴(21)转动安装；所述一号杆(25)、二号杆(26)和三号杆(27)间的一端相互铰接，一号杆(25)另一端铰接在反射锅(22)上，二号杆(26)另一端铰接在二号安装座(24)上，三号杆(27)另一端与俯仰角调节单元(4)铰接；所述驱动单元(3)位于一号箱体(15)内部，驱动单元(3)包括电机、一号轮(31)、二号轮(32)、一号皮带(33)、三号轮(34)、四号轮(35)、二号皮带(36)、弧形板(37)和固定板(38)；所述一号轮(31)和二号轮(32)分别通过转轴转动安装在一号箱体(15)的侧壁上；所述一号皮带(33)用于一号轮(31)和二号轮(32)的啮合传动，一号皮带(33)上设有均匀分布的凸齿(39)；所述三号轮(34)与电机输出轴转动安装，电机固连在一号箱体(15)上；所述四号轮(35)套设在转轴上，四号轮(35)通过二号皮带(36)与三号轮(34)啮合传动，二号皮带(36)设有与一号皮带(33)相啮合的凸齿(39)；所述固定板(38)固连在一号箱体(15)内壁上，固定板(38)上设有弧形槽(381)；所述弧形板(37)一端位于弧形槽(381)中，弧形板(37)另一端与一号皮带(33)上的凸齿(39)接触，通过一号皮带(33)、二号皮带(36)和凸齿(39)间的相互配合，实现弧形板(37)在弧形槽(381)中滑动；所述双头气缸(7)一端铰接在弧形板(37)上，双头气缸(7)另一端铰接在四号轮(35)的转轴上，通过弧形板(37)在弧形槽(381)中的滑动，实现四号轮(35)的摆动；所述俯仰角调节单元(4)位于一号箱体(15)内，俯仰角调节单元(4)包括四号杆(41)、五号杆(42)和六号杆(43)；所述四号杆(41)位于一号槽(151)处，且四号杆(41)、五号杆(42)和六号杆(43)一端相互铰接，四号杆(41)另一端伸出一号箱体(15)且与三号杆(27)铰接，五号杆(42)另一端铰接在四号轮(35)的转轴上，六号杆(43)另一端通过位置调节单元(6)与一号箱体(15)侧壁固连，通过驱动单元(3)、双头气缸(7)和俯仰角调节单元(4)间的相互配合，实现反射锅(22)竖直方向上角度的调节。