[发明专利]微型无人机辅助的三角高程测量方法

说明书

本发明公开了一种微型无人机辅助的三角高程测量方法。本发明针对三角高程测量中全站仪与目标棱镜之间需通视这一问题，通过多台全站仪照准微型无人机所悬挂的目标棱镜，则能够突破测站通视条件的限制，有助于进一步提高三角高程测量的效率，在通视不便的区域快速地进行高程的传递。这对于提高工程建设的效率也有着重要的意义。

技术领域

本发明属于工程测量领域，具体涉及一种微型无人机辅助的三角高程测量方法。

背景技术

三角高程测量是工程测量中的一种重要的高程测量方法，其测量精度略低于高等级的水准测量，在山地区域、跨河和跨海等高程传递中发挥了重要作用。目前三角高程测量技术得到了许多改进，其测量精度也得到了提高，但是全站仪与目标棱镜之间需通视仍然为三角高程测量带了一些不便。如果能够借用GNSS测量中无需接收机之间通视的思想，通过全站仪照准微型无人机所悬挂的目标棱镜，则能够突破测站通视条件的限制，有助于进一步的提高三角高程测量的效率，在通视不便的区域快速的进行高程的传递。这对于提高工程建设的效率也有着重要的意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种微型无人机辅助的三角高程测量方法，包括了微型无人机、360°棱镜以及两台全站仪等构建的三角高程测量。利用微型无人机悬挂360°棱镜，飞至遮挡区域的上空，两台全站仪分别固定在微型无人机两侧的测站上，全站仪对中整平，并设置成相同的时间，调整微型无人机使与两台全站仪水平距离大致相等，两台全站仪同时照准空中的360°棱镜进行同步观测，可以得到各自的斜距与竖直角，根据三角高程测量的基本原理，可以得到两站点间的高差，以此来实现高程的传递。

为了实现上述目的，本发明提供的微型无人机辅助的三角高程测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)无人机辅助三角高程测量流程：

(1.1)无人机加载360°棱镜改装：

由微型无人机、360°棱镜以及两台全站仪构建的三角高程测量，利用微型无人机悬挂360°棱镜，飞至遮挡区域的上空，两台全站仪A、B分别固定在微型无人机两侧的测站上，全站仪对中整平，并设置成相同的时间，调整微型无人机使与两台全站仪距离相等然后悬停；

(1.2)两台全站仪同时照准空中目标：

准备就绪后通过对讲机确认，两台全站仪分别照准空中的360°棱镜，设置成自动跟踪测量模式，时间间隔0.1秒，然后按下“开始”键；

(1.3)改变无人机高度，多次测量确保可靠性：

所测数据自动存储，得到各自测得的斜距与竖直角，最终以两台全站仪测得的时间一致、角度平稳的数据为一组，通过求它们高差的平均值来提高精度，这样可以得到一个最终的高差值，以此来实现高程传递；同时将调整微型无人机的高度，测试不同高度下的高程传递效果；

(2)无人机辅助三角高程测量系统误差改正，包括以下：

(2.1)地球曲率改正；

针对地球曲率对微型无人机辅助三角高程测量的影响，参照普通水准测量保持前后视距大致相等的原理，令悬挂360°棱镜的微型无人机处于两台全站仪的中间位置来削弱地球曲率的影响；

(2.2)大气折光改正；

对于大气折光的影响，操作悬挂360°棱镜的微型无人机分别处于不同的高度，全站仪对其进行照准观测来削弱大气折光影响，必要时将微型无人机悬挂传感器测量飞行路径上气象参数如气温、气压来估计大气折光系数；

(3)基于无人机稳定性的同步观测窗口确定：