专利名称：互联式多功能定位测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地理位置测量装置，尤其是一种即可利用卫星定位仪进行精密定位，又可通过斜距、水平角和垂直角的精确测量实现空间位置传递，且具备区域测量数据同步实时处理能力，可提高测量精度和工作效率的互联式多功能定位测量仪。
背景技术：
目前，利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统 (Continuous Operational Reference System,缩写为C0RS)已成为城市卫星定位应用的发展热点，CORS的建立和应用有力地推动了城市数字化、信息化的建设。按照应用的精度不同，CORS系统的用户可以分为测绘与工程用户(厘米、分米级)、车辆导航与定位用户(米级)、高精度用户(事后处理)及气象用户等几类。作为直接的高精度应用领域，CORS彻底改变了传统大地测量及工程测量的作业方式，如传统的三角网、边角网测量方法逐渐被卫星定位测边网取代，传统的经纬仪、平板仪、全站仪、测距仪也逐渐被卫星定位仪取代。然而， 基于CORS的精密定位在实际测量应用过程中还存在着如下不足(1)在树林、隧道和高楼附近等地带，卫星信号受到遮挡，卫星定位测量存在盲区，由于卫星定位仪只能被动给出位置坐标信息，而不具备自主式测角、测距及自主位置传递能力， 特别是不具备定向功能，无法获取盲区测点的位置坐标信息，制约了在工程保障测量中的应用；(2)为了完成一幅地形、地籍测图或工程保障测量任务，常采用多个卫星定位仪同时作业，由于每个定位仪只能与CORS系统通讯联系，各卫星定位仪之间不能实现通讯，不具备区域测量数据同步实时处理及一体化测图能力，限制了测量作业过程的优化和作业效率的提闻。发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述问题，提供一种即可利用卫星定位仪进行精密定位，又可通过斜距、水平角和垂直角的精确测量实现空间位置传递，且具备区域测量数据同步实时处理能力，可提高测量精度和工作效率的互联式多功能定位测量仪。
本发明的技术解决方案是一种互联式多功能定位测量仪，有测量标杆及水准器， 在测量标杆的顶端设有卫星定位接收模块接口，在测量标杆上设有与卫星定位接收模块接口相接的控制模块，与控制模块相接有通信模块，与通信模块相接有测量终端；在测量标杆中部滑动连接有与测量标杆同轴的套筒，套筒下端与第一轴角编码器相接，第一轴角编码器的输出与控制模块相接，在套筒上还设有穿过轴线的径向转轴，与径向转轴相接有第二轴角编码器及视准轴垂直于径向转轴的测距模块，第二轴角编码器的输出与控制模块相接。
所述测量标杆置于夹套式固定架内，所述夹套式固定架有环状基座及与环形基座相接的支脚，在环状基座上均布有至少三个可顶住测量标杆的横向顶丝。
所述套筒外还设有与径向转轴相接的转动架，所述测距模块固定在转动架上，所述转动架有两根接于径向转轴轴端的横架，两根横架一端与开口向上的半圆架相接，两根横架的另一端与开口向下的半圆架相接，开口向上的半圆架及开口向下的半圆架的内径均与套筒的外径吻合。
所述套筒轴向中间部分的一侧有连接侧壁，所述径向转轴固定于侧壁上，第二轴角编码器及测距模块分别位于连接侧壁的外侧及内侧。
所述套筒轴向中间部分的相对两侧设有连接侧壁，所述径向转轴两端固定于侧壁上，第二轴角编码器及测距模块分别位于两个连接侧壁的内侧。
所述测距模块是激光或红外测距仪，在测量标杆上设有反射棱镜。
本发明是将控制模块、卫星定位接收模块接口、通信模块、轴角编码器、测距模块等集成在测量标杆上构成一柱状测量装置，在卫星信号不受遮挡的测点，直接利用卫星定位仪进行精密定位；在信号受遮挡的测点，通过斜距、水平角和垂直角的精确测量实现空间位置传递；本发明中的柱状测量装置和测量终端的数量可灵活配置(如一对一、一对多、多对一、多对多)，利用无线网络构成区域测量系统，具备了区域测量数据同步实时处理、一体化测图能力，可有效提高测量精度和工作效率。


图I、图2、图3、图4是本发明实施例I的结构示意图。
图5是本发明实施例I的电路原理框图。
图6是本发明实施例2的结构示意图。
图7是图6的A-A视图。
图8是本发明实施例2的使用状态图。
图9是本发明实施例3的结构示意图。
图10是本发明实施例4的结构示意图。
具体实施方式
实施例I :如图I、图2、图3、图4、图5所示与现有技术相同，有用碳纤维、合金等制成的圆柱状测量标杆1，在测量标杆I上固定有水准器2，测量标杆I表面标有刻度，水准器2选用圆水准器，在测量标杆I的顶端设有卫星定位接收模块接口 3，与卫星定位接收模块接口 3相接的以ARM处理器为核心的控制模块4，与控制模块4相接有通信模块5，与通信模块5有线或无线相接有测量终端7。通信模块5可采用具有蓝牙适配器的通信模块5，测量终端7可以是能够实现有线或无线通信的智能手机、掌上电脑或通用便携式计算机等。在测量标杆I中部滑动连接有与测量标杆I同轴的套筒8，可在套筒8的下端相接一个带法兰盘的滚针轴承，套筒8通过滚针轴承与测量标杆I滑动相接，即套筒8可以绕测量标杆I转动。套筒 8下端的法兰盘与第一轴角编码器9相接，第一轴角编码器9的输出与控制模块4相接，在套筒8上还设有穿过轴线的径向转轴10，径向转轴10与套筒8的侧壁之间可设置轴套或轴承，即径向转轴10可相对套筒8转动。与径向转轴10相接有第二轴角编码器11及位于套筒8外的转动架12，第二轴角编码器11的输出与控制模块4相接，在转动架12上固定有视准轴垂直于径向转轴10的测距模块13。第一轴角编码器9和第二轴角编码器11可选用雷尼绍绝对式圆光栅，测距模块11采用激光测距传感器，整个电路均由设置在测量标杆 I上的锂电池组供电。转动架12可随径向转轴10转动，结构可以是多种形式，最好是如图 2、3、4所示，有两根接于径向转轴10轴端的横架19，两根横架19 一端与开口向上的半圆架 20相接，两根横架19的另一端与开口向下的半圆架21相接，开口向上的半圆架20及开口向下的半圆架21的内径均与套筒8的外径吻合，第二轴角编码器11和测距模块13分别置于两根横架19上。携带时，可将转动架12扣合在套筒8上，占用空间小，便于携带。
使用方法a.首先，将卫星定位接收模块安装于卫星定位接收模块接口3上，在卫星信号不受遮挡的测点，直接利用卫星定位接收模块进行精密定位测量，所测得的数据由控制模块4进行处理，通过通信模块5外传至测量终端7 ;测量终端7同时可通过GSM网络利用GPRS实现远程数据交换，特别是获取CORS系统提供的码相位/载波相位差分修正信息数据，可实现高精度实时动态定位；b.在树林、隧道和高楼附近等信号受到遮挡的待测点，不能直接利用卫星定位接收模块进行精密定位测量，此时将本发明实施例I安置在信号不受遮挡且离待测点最近的地方，观察水准器2，整平测量标杆1，确定方位基准后转动套筒8及转动架12使测距模块13 对准待测点，利用测距模块13和第一轴角编码器9、第二轴角编码器11对待测点的斜距、 水平角和垂直角进行联测，测距模块13和第一轴角编码器9、第二轴角编码器11将所测数据传至控制模块4并由控制模块4进行处理，根据所测得的两点之间的斜距、水平角和垂直角，由信号不受遮挡的测点位置推算出待测点的地理位置，与上述a步骤相同，通过通信模块5外传至测量终端7。
实施例2 如图6、7所示基本结构及电路原理均同实施例I。与实施例I所不同的是在测量标杆I上设有反射棱镜14，采用360°反射棱镜。测量标杆I置于夹套式固定架15内，所述夹套式固定架15有环形基座16及与环形基座16相接的支脚17，在环状基座16上均布有至少三个可顶住测量标杆I的横向顶丝18，便于测量标杆I的固定及整平。
如图8所示配置有两个柱状测量装置和三个测量终端7，其中两个测量终端7采用安装有专用软件的掌上电脑(PDA)、第三个测量终端7则采用配有专用软件的笔记本电脑，利用Wi-Fi网络构建本地区域无线测量工作网，利用笔记本电脑通过3G网络实现远程数据交换。
使用方法a.首先，将卫星定位接收模块安装于卫星定位接收模块接口3上，在卫星信号不受遮挡的测点，直接利用卫星定位接收模块进行精密定位测量，具体工作过程同实施例I ;b.在树林、隧道和高楼附近等信号受到遮挡的测点，不能直接利用卫星定位接收模块进行精密定位测量，此时将本发明实施例2两个柱状测量装置分别安置在待测点和信号不受遮挡且离待测点最近的地方，利用两个柱状测量装置上的测距模块和轴角编码器进行对等双向联测(对等双向观测可提高测量精度和可靠性)，利用两个柱状测量装置之间的斜距、水平角和垂直角由信号不受遮挡的测点位置精确推算出信号遮挡测点的位置，上述测量及数据处理的具体操作过程同实施例1，之后将所有测量的位置信息均实时发送至掌上5电脑(PDA)和笔记本电脑的终端上，采用专用软件对区域测量作业过程进行优化控制，并对区域测量数据进行同步实时处理，实现区域一体化成图。
实施例3 如图9所示基本结构及测量方法同实施例1，与实施例I所不同的是所述套筒8轴向中间部分只有一侧有连接侧壁22，径向转轴10通过轴套或轴承等固定于侧壁22上，可相对连接侧壁22转动，第二轴角编码器11及测距模块13分别位于连接侧壁22的外侧及内侧。
实施4 如图10所示基本结构及测量方法同实施例1，与实施例I所不同的是所述套筒8轴向中间部分的相对两侧设有连接侧壁22，径向转轴10两端通过轴套或轴承等固定于侧壁22 上，第二轴角编码器11及测距模块13分别位于两个连接侧壁22的内侧。
权利要求
1.一种互联式多功能定位测量仪，有测量标杆(I)及水准器(2)，其特征在于在测量标杆(I)的顶端设有卫星定位接收模块接口(3)，在测量标杆(I)上设有与卫星定位接收模块接口(3)相接的控制模块(4)，与控制模块(4)相接有通信模块(5)，与通信模块(5)相接有测量终端(7);在测量标杆(I)中部滑动连接有与测量标杆(I)同轴的套筒(8)，套筒(8)下端与第一轴角编码器(9)相接，第一轴角编码器(9)的输出与控制模块(4)相接，在套筒(8)上还设有穿过轴线的径向转轴(10)，与径向转轴(10)相接有第二轴角编码器(11)及视准轴垂直于径向转轴(10)的测距模块(13)，第二轴角编码器(11)及测距模块(13)的输出与控制模块(4)相接。
2.根据权利要求I所述的互联式多功能定位测量仪，其特征在于所述测量标杆(I)置于夹套式固定架(15)内，所述夹套式固定架(15)有环状基座(16)及与环形基座(16)相接的支脚(17)，在环状基座(16)上均布有至少三个可顶住测量标杆(I)的横向顶丝(18)。
3.根据权利要求I或2所述的互联式多功能定位测量仪，其特征在于在所述套筒(8)外还设有与径向转轴(IO )相接的转动架(12 )，所述测距模块(13 )固定在转动架(12 )上，所述转动架(12)有两根接于径向转轴(9)轴端的横架(19)，两根横架(19)一端与开口向上的半圆架(20)相接，两根横架(19)的另一端与开口向下的半圆架(21)相接，开口向上的半圆架(20)及开口向下的半圆架(21)的内径均与套筒(8)的外径吻合。
4.根据权利要求I或2所述的互联式多功能定位测量仪，其特征在于所述套筒(8)轴向中间部分的一侧有连接侧壁(22)，所述径向转轴(10)固定于侧壁(22)上，第二轴角编码器(11)及测距模块(13 )分别位于连接侧壁(22 )的外侧及内侧。
5.根据权利要求I或2所述的互联式多功能定位测量仪，其特征在于所述套筒(8)轴向中间部分的相对两侧设有连接侧壁(22)，所述径向转轴(10)两端固定于侧壁(22)上，第二轴角编码器(11)及测距模块(13 )分别位于两个连接侧壁(22 )的内侧。
6.根据权利要求I或2所述的互联式多功能定位测量仪，其特征在于所述测距模块(13)是激光或红外测距仪，在测量标杆(I)上设有反射棱镜(14)。
全文摘要
本发明公开一种互联式多功能定位测量仪，有测量标杆及水准器，在测量标杆的顶端设有卫星定位接收模块接口，在测量标杆上设有与卫星定位接收模块接口相接的控制模块，与控制模块相接有通信模块，与通信模块相接有测量终端；在测量标杆中部滑动连接有与测量标杆同轴的套筒，套筒下端与第一轴角编码器相接，第一轴角编码器的输出与控制模块相接，在套筒上还设有穿过轴线的径向转轴，与径向转轴相接有第二轴角编码器及视准轴垂直于径向转轴的测距模块，第二轴角编码器和测距模块的输出与控制模块相接。
文档编号G01S19/48GK102928862SQ20121041174
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者刘雁春, 付建国, 王海亭 申请人:刘雁春, 付建国, 王海亭