Rtk設(shè)備調(diào)節(jié)方法、系統(tǒng)及rtk測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法、系統(tǒng)[及RTK測(cè)量方法，所述調(diào)節(jié)方法包括：接收RTK設(shè)：備的姿態(tài)傳感器采集的姿態(tài)數(shù)據(jù)；將接收的姿態(tài)：數(shù)據(jù)從所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備[的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)：數(shù)據(jù)；將所述設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備相對(duì)預(yù)設(shè)整平方向的傾斜角度；根據(jù)所述傾斜角度對(duì)所述RTK設(shè)備進(jìn)行姿態(tài)調(diào)節(jié)，直至所述RTK設(shè)備的電子氣泡處于預(yù)設(shè)居中區(qū)域。實(shí)施本發(fā)明的方法及系統(tǒng)，通過姿態(tài)傳感器采集的姿態(tài)數(shù)據(jù)可精確獲得所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)而計(jì)算出傾斜角度，參照所述RTK設(shè)備的電子氣泡進(jìn)行調(diào)節(jié)，可快速精確地將RTK設(shè)備整平，提高整平效率。
【專利說明】RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法、系統(tǒng)及RTK測(cè)量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及測(cè)繪【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法、系統(tǒng)及RTK測(cè)量方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在測(cè)繪領(lǐng)域里，使用RTK (Real-time kinematic,實(shí)時(shí)差分定位）設(shè)備進(jìn)行測(cè)量作 業(yè)時(shí)，要求連接的對(duì)中桿或基座能保持儀器與水平面的平行，使用RTK設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，需要 儀器的對(duì)中、整平。對(duì)中可使儀器的中心和測(cè)站點(diǎn)的標(biāo)志中心在同一鉛垂線上。整平可使 儀器的堅(jiān)軸堅(jiān)直、水平度盤水平。目前測(cè)量時(shí)使用的對(duì)中桿或基座，都會(huì)裝配有水平氣泡用 以輔助整平。氣泡因?yàn)槠湮锢硖匦?，?huì)向升高的方向移動(dòng)，可根據(jù)物理氣泡的偏移方向和程 度，自行調(diào)整儀器的姿態(tài)。
[0003] 然而，在測(cè)量過程中無法一步到位整平。當(dāng)氣泡顯示了偏移，就需要進(jìn)行設(shè)備調(diào) 整，且調(diào)整時(shí)慣性作用使氣泡很容易越過整平標(biāo)志，導(dǎo)致調(diào)整設(shè)備的操作繁復(fù)、測(cè)量效率 低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要針對(duì)上述RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法，調(diào)整設(shè)備的操作繁復(fù)、測(cè)量效率低的 問題，提供一種RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法、系統(tǒng)及RTK測(cè)量方法。
[0005] -種RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：
[0006] 接收RTK設(shè)備的姿態(tài)傳感器采集的姿態(tài)數(shù)據(jù)；
[0007] 將接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn) 換為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)；
[0008] 將所述設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備相對(duì)預(yù)設(shè)整平方向的傾斜角度；
[0009] 根據(jù)所述傾斜角度對(duì)所述RTK設(shè)備進(jìn)行姿態(tài)調(diào)節(jié)，直至所述RTK設(shè)備的電子氣泡 處于預(yù)設(shè)居中區(qū)域。
[0010] 一種RTK設(shè)備調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括：
[0011] 接收模塊，用于接收RTK設(shè)備的姿態(tài)傳感器采集的姿態(tài)數(shù)據(jù)；
[0012] 姿態(tài)轉(zhuǎn)換模塊，用于將接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè) 備的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)；
[0013] 角度轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備相對(duì)預(yù)設(shè)整平方向 的傾斜角度；
[0014] 調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)所述傾斜角度對(duì)所述RTK設(shè)備進(jìn)行姿態(tài)調(diào)節(jié)，直至所述RTK設(shè) 備的電子氣泡處于預(yù)設(shè)居中區(qū)域。
[0015] 上述RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，通過姿態(tài)傳感器采集的姿態(tài)數(shù)據(jù)可精確獲得所述 RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)而計(jì)算出傾斜角度，參照所述RTK設(shè)備的電子氣泡進(jìn)行調(diào)節(jié)， 可快速精確地將RTK設(shè)備整平，提高整平效率。
[0016] 一種RTK測(cè)量方法，包括以下步驟：
[0017] 接收RTK設(shè)備的姿態(tài)傳感器采集的姿態(tài)數(shù)據(jù)；
[0018] 將接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn) 換為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)；
[0019] 將所述設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備相對(duì)預(yù)設(shè)整平方向的傾斜角度；
[0020] 根據(jù)所述傾斜角度對(duì)所述RTK設(shè)備進(jìn)行姿態(tài)調(diào)節(jié)，直至所述RTK設(shè)備的電子氣泡 處于預(yù)設(shè)居中區(qū)域；
[0021] 通過調(diào)節(jié)后的RTK設(shè)備進(jìn)行RTK測(cè)量。
[0022] 上述RTK測(cè)量方法，通過姿態(tài)傳感器采集的姿態(tài)數(shù)據(jù)可精確獲得所述RTK設(shè)備的 設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)而計(jì)算出傾斜角度，參照所述RTK設(shè)備的電子氣泡進(jìn)行調(diào)節(jié)，可快速精確 地將RTK設(shè)備整平，提高整平效率，進(jìn)而提高RTK測(cè)量的精確度和效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法第一實(shí)施方式的流程示意圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法中電子氣泡的示意圖；
[0025] 圖3是本發(fā)明RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法第二實(shí)施方式的流程示意圖；
[0026] 圖4是本發(fā)明RTK設(shè)備調(diào)節(jié)系統(tǒng)第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖5是本發(fā)明RTK測(cè)量方法第一實(shí)施方式的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0029] 請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明的RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法第一實(shí)施方式的流程示意圖。
[0030] 本實(shí)施方式的所述RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法包括以下步驟：
[0031] 步驟S101，接收RTK設(shè)備的姿態(tài)傳感器采集的姿態(tài)數(shù)據(jù)。
[0032] 步驟S102,將接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備的坐標(biāo) 系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)。
[0033] 步驟S103,將所述設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備相對(duì)預(yù)設(shè)整平方向的傾斜角 度。
[0034] 步驟S104,根據(jù)所述傾斜角度對(duì)所述RTK設(shè)備進(jìn)行姿態(tài)調(diào)節(jié)，直至所述RTK設(shè)備的 電子氣泡處于預(yù)設(shè)居中區(qū)域。
[0035] 本實(shí)施方式，通過姿態(tài)傳感器采集的姿態(tài)數(shù)據(jù)可精確獲得所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿 態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)而計(jì)算出傾斜角度，參照所述RTK設(shè)備的電子氣泡進(jìn)行調(diào)節(jié)，可快速精確地將 RTK設(shè)備整平，提高整平效率。
[0036] 其中，對(duì)于步驟S101，可將所述姿態(tài)傳感器裝設(shè)于所述RTK設(shè)備的內(nèi)部。所述姿 態(tài)傳感器優(yōu)選地為基于MEMS (Micro-Electro-Mechanical System,微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)的高 性能三維運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)。所述姿態(tài)傳感器可包括重力傳感器、三軸陀螺儀、三軸加速度 計(jì)、三軸電子羅盤等輔助運(yùn)動(dòng)傳感器，通過內(nèi)嵌的低功耗ARM處理器輸出校準(zhǔn)過的角速度， 加速度，磁數(shù)據(jù)等，通過基于四元數(shù)的傳感器數(shù)據(jù)算法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量，實(shí)時(shí)輸出以四元 數(shù)、歐拉角等表示的零漂移三維姿態(tài)數(shù)據(jù)。
[0037] 對(duì)于步驟S102,由于RTK設(shè)備在裝配時(shí)，焊接存在個(gè)體差異，導(dǎo)致RTK設(shè)備內(nèi)部的 姿態(tài)傳感器的位置并非水平的狀態(tài)。姿態(tài)傳感器采集的姿態(tài)數(shù)據(jù)反應(yīng)的僅僅是傳感器芯片 本身的姿態(tài)?？深A(yù)存姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系和RTK設(shè)備的坐標(biāo)系。
[0038] 優(yōu)選地，若所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系與所述RTK設(shè)備的坐標(biāo)系相同，或偏差度在 預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，可直接將所述姿態(tài)傳感器的姿態(tài)數(shù)據(jù)作為所述RTK設(shè)備的姿態(tài)數(shù)據(jù)，所述將 接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為所述 RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)的步驟包括以下步驟：
[0039] 將所述姿態(tài)傳感器的姿態(tài)數(shù)據(jù)在所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)作為所述RTK 設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)在所述RTK坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。
[0040] 進(jìn)一步地，可將所述RTK設(shè)備的姿態(tài)數(shù)據(jù)通過線纜、藍(lán)牙、wifi或其他網(wǎng)絡(luò)傳送至 手持設(shè)備，進(jìn)行顯示，便于用戶參閱。
[0041] 在一個(gè)實(shí)施例中，將接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備 的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)的步驟包括以下步驟：
[0042] 通過預(yù)設(shè)點(diǎn)數(shù)的移動(dòng)平均值濾波器對(duì)接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理；
[0043] 將濾波處理后的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備的坐標(biāo)系 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)。
[0044] 本實(shí)施例，可有效抑制采集到的姿態(tài)數(shù)據(jù)中的噪聲數(shù)據(jù)，提高調(diào)節(jié)精度。
[0045] 優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)的點(diǎn)數(shù)優(yōu)選地為η個(gè)點(diǎn)，η個(gè)點(diǎn)的移動(dòng)平均值濾波器的濾波公式 為：
[0046]

【權(quán)利要求】
1. 一種RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括以下步驟： 接收RTK設(shè)備的姿態(tài)傳感器采集的姿態(tài)數(shù)據(jù)； 將接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為 所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)； 將所述設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備相對(duì)預(yù)設(shè)整平方向的傾斜角度； 根據(jù)所述傾斜角度對(duì)所述RTK設(shè)備進(jìn)行姿態(tài)調(diào)節(jié)，直至所述RTK設(shè)備的電子氣泡處于 預(yù)設(shè)居中區(qū)域。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法，其特征在于，將接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿 態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)的 步驟包括以下步驟： 通過預(yù)設(shè)點(diǎn)數(shù)的移動(dòng)平均值濾波器對(duì)接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理； 將濾波處理后的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換， 轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法，其特征在于，將接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿 態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)的 步驟包括以下步驟： 通過以下所述公式，將接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備的 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)：
其中，X'、y'和z'為接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)在所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，X、y和 z為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的RTK設(shè)備調(diào)節(jié)方法，其特征在于，根據(jù)所述傾 斜角度對(duì)所述RTK設(shè)備進(jìn)行姿態(tài)調(diào)節(jié)，直至所述RTK設(shè)備的電子氣泡處于預(yù)設(shè)居中區(qū)域的 步驟還包括以下步驟： 根據(jù)以下所述公式獲取所述傾斜角度對(duì)應(yīng)的位置測(cè)量誤差： Δ d = HX sin θ ； 其中，Θ為所述傾斜角度，Η為所述RKT設(shè)備的對(duì)中桿的桿長(zhǎng)，Ad為位置測(cè)量誤差； 若所述測(cè)量誤差不在預(yù)設(shè)的誤差范圍內(nèi)，則根據(jù)所述傾斜角度對(duì)所述RTK設(shè)備進(jìn)行姿 態(tài)調(diào)節(jié)； 若所述測(cè)量誤差在預(yù)設(shè)的誤差范圍內(nèi)，則不對(duì)所述RTK設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。
5. -種RTK測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟： 接收RTK設(shè)備的姿態(tài)傳感器采集的姿態(tài)數(shù)據(jù)； 將接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為 所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)； 將所述設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備相對(duì)預(yù)設(shè)整平方向的傾斜角度； 根據(jù)所述傾斜角度對(duì)所述RTK設(shè)備進(jìn)行姿態(tài)調(diào)節(jié)，直至所述RTK設(shè)備的電子氣泡處于 預(yù)設(shè)居中區(qū)域； 通過調(diào)節(jié)后的RTK設(shè)備進(jìn)行RTK測(cè)量。
6. -種RTK設(shè)備調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，包括： 接收模塊，用于接收RTK設(shè)備的姿態(tài)傳感器采集的姿態(tài)數(shù)據(jù)； 姿態(tài)轉(zhuǎn)換模塊，用于將接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備的 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)； 角度轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備相對(duì)預(yù)設(shè)整平方向的傾 斜角度； 調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)所述傾斜角度對(duì)所述RTK設(shè)備進(jìn)行姿態(tài)調(diào)節(jié)，直至所述RTK設(shè)備的 電子氣泡處于預(yù)設(shè)居中區(qū)域。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的RTK設(shè)備調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述接收模塊還用于： 通過預(yù)設(shè)點(diǎn)數(shù)的移動(dòng)平均值濾波器對(duì)接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理； 將濾波處理后的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換， 轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的RTK設(shè)備調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述姿態(tài)轉(zhuǎn)換模塊還用于： 通過以下所述公式，將接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)從所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系向所述RTK設(shè)備的 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)：
其中，X'、y'和z'為接收的姿態(tài)數(shù)據(jù)在所述姿態(tài)傳感器的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，X、y和 z為所述RTK設(shè)備的設(shè)備姿態(tài)數(shù)據(jù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任意一項(xiàng)所述的RTK設(shè)備調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)模 塊還用于： 根據(jù)以下所述公式獲取所述傾斜角度對(duì)應(yīng)的位置測(cè)量誤差： Δ d = HX sin θ ； 其中，Θ為所述傾斜角度，Η為所述RKT設(shè)備的對(duì)中桿的桿長(zhǎng)，Ad為位置測(cè)量誤差； 若所述測(cè)量誤差不在預(yù)設(shè)的誤差范圍內(nèi)，則根據(jù)所述傾斜角度對(duì)所述RTK設(shè)備進(jìn)行姿 態(tài)調(diào)節(jié)； 若所述測(cè)量誤差在預(yù)設(shè)的誤差范圍內(nèi)，則不對(duì)所述RTK設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的RTK設(shè)備調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述姿態(tài)傳感器為重力傳 感器。
【文檔編號(hào)】G01C15/00GK104215229SQ201410387219
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】薛柏慧, 李前斌, 許全君, 黃杰 申請(qǐng)人:廣州市中海達(dá)測(cè)繪儀器有限公司