专利名称：基于激光测距和gps的姿态测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量仪器，具体涉及一种基于激光测距和GPS的姿态测量系统。
背景技术：
在姿态测量技术领域，传统意义的姿态测量方法主要有经纬仪姿态测量、倾角传感器姿态测量、数字罗盘姿态测量和寻北仪姿态测量几种。I)经纬仪姿态测量:经纬仪包括基座、度盘(水平度盘和竖直度盘)和照准部三个部分。基座用来支撑整个仪器。水平度盘用来测量水平角。照准部上有望远镜、水准管以及读数装置等等。测量前必须先进行校准，校准时，首先将经纬仪安置在三脚架上，然后调整经纬仪的水准器，使整个设备保证绝对的水平状态。2)倾角传感器姿态测量:倾角传感器是运用惯性原理测量水平面倾斜角的一种加速度传感器。对倾角传感器进行校准时，需要的设备工具有测试平台、水平转台，这些设备工具的价格通常不会低于10万，并且每次测量时必须对倾角传感器进行清零操作。3)数字罗盘姿态测量:数字罗盘由检测地球磁场的磁力传感器和加速度传感器组成，通过磁力传感器感应地球的磁场来测量航向，通过加速度传感器测量载体在俯仰和横滚方向的变化量，测量时，需尽可能避免校准现场的磁场干扰，同时需保证校准设备的绝对水平，另外，由于不同地方的地球磁场不一样，所以每换一个地方就必须要重新进行校准，增加了测量工作的复杂度。4)寻北仪姿态测量:寻北仪通过测量地球自转角速度，自主确定所附载体的真北方向值。寻北仪不受外界磁场或其他环境的干扰和影响，测量时，需要的设备工具有水平转台和基座。这些设备工具价格通常不会低于10万元，并且寻北仪体积和重量大，具体操作过程复杂。

实用新型内容本实用新型专利的目的是实现姿态测量校准的快速化、更高精度和易操作性。为了达到上述设计目的，本实用新型采用的技术方案如下:一种基于激光测距和GPS的姿态测量系统，包括激光发射模块、激光接收模块、GPS模块、数据采集模块、微控制模块、显示模块、电源组件，所述GPS模块收集GPS信号，并解算出观测点和参考点的三维坐标，激光发射模块、激光接收模块用于测量出观测点和参考点之间的距离，并记录该参考点在大地坐标系中的三轴方向及测量出观测点和目标点之间的距离，并记录目标点和参考点的方向夹角；数据采集模块用于接收激光发射模块、激光接收模块、GPS模块发送的信息并将其传送至微控制模块，显示模块用于显示微控制模块得到的信息。进一步，所述激光发射模块、激光接收模块为一种脉冲激光，GPS模块为一种双频GPS装置。进一步，所述激光发射模块、激光接收模块、GPS模块、数据采集模块、微控制模块通过SMT贴装技术集成到一个电路板上。本实用新型基于激光测距和GPS的姿态测量系统具有高精度、运算速率快、携带方便、易于操作等特点，再则本实用新型结构简单、适于批量生产。

图1为本实用新型的工作原理图；图2为本实用新型中GPS模块的电路设计图；图3为本实用新型中的激光发射模块、激光接收模块的电路设计图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式
做详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获取的其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。如图1所示本实用新型提供的一种基于激光测距和GPS的姿态测量系统，包括激光发射模块、激光接收模块、GPS模块、数据采集模块、微控制模块、显示模块、电源组件，所述GPS模块为一种双频GPS装置，用于收集GPS信号，并解算出观测点和参考点的三维坐标，激光发射模块、激光接收模块为一种脉冲激光用于测量出观测点和参考点之间的距离，并记录该参考点在大地坐标系中的三轴方向及测量出观测点和目标点之间的距离，并记录目标点和参考点的方向夹角；数据采集模块用于接收激光发射模块、激光接收模块、GPS模块发送的信息并将其传送至微控制模块，微控制模块用于将目标点的三轴方向转换到大地坐标系，得到目标点在大地坐标系中的绝对方向，显示模块用于显示微控制模块得到的信肩、O于本实用新型中，所述激光发射模块、激光接收模块、GPS模块、数据采集模块、微控制模块通过SMT贴装技术集成到一个电路板上。作为优选，本实用新型中脉冲激光的发射电路和接收电路的采购来源通过德国ACAM公司在中国直属的经销商完成，可以充分保障芯片的品质；0EMV-1DF双频GPS模块的采购来源通过NovAtel在中国设立的专门经销商完成，可以有效保证GPS模块的工作稳定性；电源部分采用迈瑞半导体公司推出的高效能LDOMIC29302-3.3V芯片，该电源芯片的采购来源是通过迈瑞半导体公司在中国设立的经销商完成，可以保证电源信息工作的可靠性。以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围的内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求1.一种基于激光测距和GPS的姿态测量系统，其特征在于:包括激光发射模块、激光接收模块、GPS模块、数据采集模块、微控制模块、显示模块、电源组件，所述GPS模块收集GPS信号，并解算出观测点和参考点的三维坐标，激光发射模块、激光接收模块用于测量出观测点和参考点之间的距离，并记录该参考点在大地坐标系中的三轴方向及测量出观测点和目标点之间的距离，并记录目标点和参考点的方向夹角；数据采集模块用于接收激光发射模块、激光接收模块、GPS模块发送的信息并将其传送至微控制模块，显示模块用于显示微控制模块得到的信息。
2.根据权利要求1所述的基于激光测距和GPS的姿态测量系统，其特征在于:所述激光发射模块、激光接收模块为一种脉冲激光，GPS模块为一种双频GPS装置。
3.根据权利要求1所述的基于激光测距和GPS的姿态测量系统，其特征在于:所述激光发射模块、激光接收模块、GPS模块、数据采集模块、微控制模块通过SMT贴装技术集成到一个电路板上。
专利摘要本实用新型公开了一种基于激光测距和GPS的姿态测量系统，包括激光发射模块、激光接收模块、GPS模块、数据采集模块、微控制模块、显示模块、电源组件，所述GPS模块收集GPS信号，激光发射模块、激光接收模块用于测量出观测点和参考点之间的距离及测量出观测点和目标点之间的距离；数据采集模块用于接收激光发射模块、激光接收模块、GPS模块发送的信息并将其传送至微控制模块，微控制模块用于将目标点的三轴方向转换到大地坐标系，得到目标点在大地坐标系中的绝对方向，显示模块用于显示微控制模块得到的信息。本实用新型提供的基于激光测距和GPS的姿态测量系统实现姿态测量校准的快速化、更高精度和易操作性。
文档编号G01C21/00GK203053447SQ20122028393
公开日2013年7月10日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者舒宁, 邓为, 印士轮 申请人:湖北高通空间技术有限责任公司