[发明专利]一种矿山光纤全站仪及其寻北方法

权利要求书

1.一种矿山光纤全站仪，其特征在于：包括悬挂与安平机构、输入/输出与控制模块、光纤陀螺组件、调平三角座和全站仪，所述全站仪设置在调平三角座上，悬挂与安平机构、输入/输出与控制模块设置于全站仪上，光纤陀螺组件设置在全站仪的水平旋转部；所述输入/输出与控制模块与光纤陀螺组件及全站仪相连接实现寻北功能。

2.根据权利要求1所述的一种矿山光纤全站仪，其特征在于：所述光纤陀螺组件的敏感轴与全站仪水平旋转轴垂直。

3.根据权利要求1所述的一种矿山光纤全站仪，其特征在于：所述调平三角座将全站仪水平旋转轴调成竖直方向，光纤陀螺组件敏感轴呈水平方向。

4.根据权利要求1所述的一种矿山光纤全站仪，其特征在于：所述输入/输出与控制模块的输入包括：全站仪的坐标系、光纤陀螺组件坐标系、寻北指令和回转指令，所述输入/输出与控制模块的输出包括：寻北结果及方位角。

5.一种如权利要求1至4任一项所述的矿山光纤全站仪的寻北方法，其特征在于，包括静态寻北方法和动态寻北方法。

6.根据权利要求5所述的一种矿山光纤全站仪的寻北方法，其特征在于：所述静态寻北方法包括两位置法、四位置法及多位置法。

7.根据权利要求6所述的一种矿山光纤全站仪的寻北方法，其特征在于：所述两位置法、四位置法及多位置法的采样位置数量的不同以及采样位置相隔的角度不同。

8.根据权利要求5至7任一项所述的一种矿山光纤全站仪的寻北方法，其特征在于：所述静态寻北方法中的多位置法包括以下步骤：

步骤1.1、设定预定采样目标；

步骤1.2、根据输入的寻北指令，采集全站仪的望远镜对准目标时的光纤陀螺组件的输出和全站仪的水平角度输出；

步骤1.3、步骤1.2数据采集完毕后，判断是否还存在未检测的目标，若存在未检测的目标，根据输入的回转指令，通过全站仪的水平回转功能，针对下一个目标，旋转角度并重复步骤1.2，否则进行步骤1.4；

步骤1.4、输入/输出与控制模块对采集的所有数据解算寻北结果；

步骤1.5、根据寻北结果，计算出精确定向时的优化采样位置N个；

步骤1.5、采集全站仪的望远镜对准优化采样位置时的光纤陀螺组件的输出和全站仪的水平角度输出；

步骤1.6、步骤1.5数据采集完毕后，判断是否还存在未检测的优化采样位置，若存在未检测的优化采样位置，通过全站仪的水平回转功能，针对下一个优化采样位置，旋转角度并重复步骤1.5，否则进行步骤1.7；

步骤1.7、计算各优化采样位置检测数据的统计特性，通过光纤陀螺组件误差模型，对检测数据自适应滤波处理，最后计算精确定向的寻北结果，并通过输入/输出与控制模块进行输出；

步骤1.8、将全站仪的望远镜对准步骤1.2开始的目标，计算出目标的方位角，并通过输入/输出与控制模块进行输出。

9.根据权利要求5所述的一种矿山光纤全站仪的寻北方法，其特征在于：所述动态寻北方法包括以下步骤：

步骤2.1、设定预定采样目标；

步骤2.2、根据输入的寻北指令，全站仪的望远镜对准目标，并开始按照固定的方向匀速旋转；

步骤2.3、采集全站仪的水平输出；

步骤2.4、对采集的水平输出进行自适应滤波处理，并进行寻北迭代计算；

步骤2.5、判断全站仪旋转的角度，若全站仪360°×N，其中N＝1，2，3...N，则输入/输出与控制模块输出寻北结果，并将全站仪望远镜对准开始的目标，计算出目标方位角并输出，否则重复步骤2.3。