一種全站型電子速測儀自動無線遙控校準(zhǔn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種全站型電子速測儀自動無線遙控校準(zhǔn)裝置及方法，屬于測量工程 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 全站型電子速測儀（簡稱全站儀）是一種自動測距、測角、計(jì)算和數(shù)據(jù)自動記錄及 傳輸功能的自動化、數(shù)字化的立維坐標(biāo)測量與定位系統(tǒng)。它由光電測距單元、電子測角及微 處理器單元，W及電子記錄單元組成，是一種廣泛應(yīng)用于控制測量、地形測量、地籍與房產(chǎn) 測量、工業(yè)測量及近海定位等的電子測量儀器。在施工監(jiān)測、竣工驗(yàn)收、質(zhì)量控制等工作中 能快速便捷的獲得方位角數(shù)據(jù)和距離數(shù)據(jù)，廣泛的應(yīng)用于工程測量、地形測量、地籍測量及 大地測量的長度計(jì)量，并可用于大巧、橋梁、高速公路和鐵路等高精密工程的變形監(jiān)測。對 于提高工程質(zhì)量，保證工程安全，縮短施工周期，節(jié)約項(xiàng)目資金有非常重要的作用，其對精 度指標(biāo)的要求直接關(guān)系到工程質(zhì)量。
[0003] 基線場測試是全站儀、測距儀等設(shè)備計(jì)量檢驗(yàn)的關(guān)鍵測試環(huán)節(jié)。隨著工業(yè)技術(shù)的 發(fā)展，基線場的使用頻率越來越高，測試工作量越來越大。然而，目前全站儀測距的檢測還 是基于全手工方式進(jìn)行測試，每次測試需要走至八個人，各測試壞位置人員通過對講機(jī)通 信調(diào)度，人員通過手動方式裝卸精度測試設(shè)備。顯然，該種人工測試方式的人員測試效率非 常低，測試速度比較慢，已明顯不能適應(yīng)日益擴(kuò)大的測試需求。為此，在基線場布線困難的 情況下，我們提出了自動無線控制檢測系統(tǒng)的技術(shù)方案，在管理者和其它壞位設(shè)備間建立 一種準(zhǔn)確、迅速、有效的控制溝通方式，能夠有效提高基線場測試設(shè)備的自動化控制和調(diào)度 水平，從而提高測試工作效率，降低測試成本，使得現(xiàn)場測試工作的管理更為簡單有效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提出了一種全站型電子速測儀自動無線遙控校準(zhǔn)裝置及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)單 人遠(yuǎn)程遙控、快速準(zhǔn)確校準(zhǔn)全站儀。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案；一種全站型電子速測儀自動無線遙控校準(zhǔn)裝置，包括： 一個主控制器，其包括電源模塊、主控模塊、無線通信模塊和人機(jī)交互界面；主控模塊分別 與人機(jī)交互界面和無線通信模塊電連接；電源模塊為主控模塊、無線通信模塊和人機(jī)交互 界面供電；和至少一個基線控制器，其包括電源模塊、主控模塊、無線通信模塊和電機(jī)升降 裝置；主控模塊分別與電機(jī)升降裝置和無線通信模塊電連接；電源模塊為主控模塊、無線 通信模塊和電機(jī)升降裝置供電。
[0006] 主控制器能夠?qū)⒂脩糁噶钔ㄟ^無線信號方式發(fā)出并由相應(yīng)基線控制器接收后控 制電機(jī)升降裝置運(yùn)行。
[0007] 本發(fā)明中，人機(jī)交互界面為虛擬按鍵式人機(jī)交互界面。
[0008] 本發(fā)明中，人機(jī)交互界面還可W是實(shí)體按鍵式人機(jī)交互界面。
[0009] 本發(fā)明中，基線控制器中還包括電量管理模塊，電量管理模塊分別與電源模塊和 主控模塊電連接，能夠通過通信模塊的無線傳輸功能在人機(jī)交互界面上顯示基線控制器的 電量。
[0010] 本發(fā)明還公開了一種利用上述裝置實(shí)現(xiàn)自動無線控制的校準(zhǔn)方法，包括如下步 驟：
[0011] 步驟一），選取多個觀測點(diǎn)，記為Si、S2、……、s。。
[0012] 步驟二），將主控制器及全站型電子速測儀放置于觀測點(diǎn)Sm(l《m《n)，并作為 主觀測點(diǎn)；將基線控制器的電機(jī)升降裝置與棱鏡連接并放置于其它各個觀測點(diǎn)Sp(P聲m)， 并作為基線觀測點(diǎn)；每個基線觀測點(diǎn)Sp處的棱鏡均能夠在電機(jī)升降裝置驅(qū)動下調(diào)整位置。
[0013] 步驟=)，在主觀測點(diǎn)Sm處通過通信模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線遙控所有基線觀測點(diǎn)SP處 的棱鏡改變位置至能被全站型電子速測儀觀測到，并記錄每個觀測數(shù)據(jù)，記為第1組數(shù)據(jù)； 若已測得n組數(shù)據(jù)，則轉(zhuǎn)至步驟四）；否則轉(zhuǎn)至步驟二）。
[0014] 步驟四），按照校準(zhǔn)公式計(jì)算n組觀測數(shù)據(jù)并得出相應(yīng)參數(shù)。
[0015] 其中，步驟=)中，觀測數(shù)據(jù)包括距離觀察數(shù)據(jù)和角度觀測數(shù)據(jù)。
[0016] 本發(fā)明中，步驟五）中的校準(zhǔn)公式如下：
[0017] 1)加常數(shù)、乘常數(shù)計(jì)算公式；
[0018]

[0020]di為所有觀測值；doi為所有真值；C為全站儀加常數(shù)；r為全站儀乘常數(shù)。
[0021] 2)精度計(jì)算公式：
[0030] 其中；Wi= [V];w2二[diXV]。
[0031] 4)重復(fù)性計(jì)算；
[0032]
[003引式中；n'為重復(fù)性觀測次數(shù)沖為重復(fù)性觀測值；d為觀測平均值。
[0034] 5) -測回測角標(biāo)準(zhǔn)差：
[00巧]分度誤差均值：
[0036] 式中；為第i方向的盤左盤右觀測值；La、R。為零方向的盤左盤右觀測值；0i 為第i方向的角度真值。
[0037] 6)嚴(yán)密中誤差：
[003引 7)測J角示值誤差；k= %u(-Umin。
[0039] 本發(fā)明中，步驟四）中，當(dāng)數(shù)據(jù)中存在從觀測點(diǎn)S,(l《a《n，a聲b)測得觀測點(diǎn) SbQ《b《n)的數(shù)據(jù)和從觀測點(diǎn)Sb測得觀測點(diǎn)S。處的數(shù)據(jù)時，只保留前一次測得的數(shù)據(jù)。
[0040] 本發(fā)明中，步驟一）中，觀測點(diǎn)的數(shù)量n= 7,基線控制器的數(shù)量為6個。
[0041] 本發(fā)明中，重復(fù)性計(jì)算公式中，n' = 6~10。
[0042] 本發(fā)明中，通信模塊采用無線MODBUS總線測控協(xié)議。
[0043] 本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：
[0044] 1、該系統(tǒng)采用無線遠(yuǎn)程測控技術(shù)方案，在管理者和其它基線設(shè)備間建立一種準(zhǔn) 確、迅速、有效、精確的控制溝通方式，大大提高了測試范圍、測試效率和測試精度，W及減 少了人員參與。
[0045] 2、采用步進(jìn)電機(jī)，精度控制在0.Imm內(nèi)，有效的提高了設(shè)備結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠 性，保證了觀測數(shù)據(jù)的快速獲取和自動采集。
[0046] 3、該系統(tǒng)采用了無線MODBUS總線測控協(xié)議，保證了各測試點(diǎn)檢的無線鏈路數(shù)據(jù) 在傳輸和顯示上得到有效控制。
[0047] 4、主控制器和基線控制器中的相應(yīng)模塊均有相同的參數(shù)，因此之間具有靈活互換 性，無需針對兩者進(jìn)行單獨(dú)配置。減少了前期配件選擇的難度和工作量。
【附圖說明】
[0048] 附圖1是本發(fā)明主控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 附圖2是本發(fā)明基線控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050] 附圖3是本發(fā)明工作示意圖；
[0051] 附圖4是本發(fā)明工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本發(fā)明的保護(hù)范 圍不局限于所述實(shí)施例。
[00閲 實(shí)施例一
[0054] 如圖1至3所示，一種全站型電子速測儀自動無線遙控校準(zhǔn)裝置，包括一個主控 制器，其包括電源模塊、主控模塊、無線通信模塊和人機(jī)交互界面；主控模塊分別與人機(jī)交 互界面和無線通信模塊電連接；電源模塊為主控模塊、無線通信模塊和人機(jī)交互界面供電； 和6個基線控制器，其包括電源模塊、主控模塊、無線通信模塊和電機(jī)升降裝置；主控模塊 分別與電機(jī)升降裝置和無線通信模塊電連接；電源模塊為主控模塊、無線通信模塊和電機(jī) 升降裝置供電。前述電源模塊中均采用了大容量裡電池為相關(guān)部件提供電能，確保了工作 過程能持續(xù)進(jìn)行。電機(jī)升降裝置選用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)控制。
[00巧]用戶手持主控制器，通過人機(jī)交互界面輸入指令，主控制器的主控模塊將用戶指 令通過通信模塊轉(zhuǎn)變成無線信號發(fā)出，并由相應(yīng)基線控制器的通信模塊接收后，最終通過 基線控制器中的主控模塊轉(zhuǎn)變成電信號控制電機(jī)升降裝置運(yùn)行。電機(jī)升降裝置與觀測棱鏡 連接，通過用戶的操控能夠使棱鏡在電機(jī)升降裝置的驅(qū)動下達(dá)到最佳觀測位置，最終實(shí)現(xiàn) 用戶遠(yuǎn)程無線遙控棱鏡獲取觀測數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用了無線MODBUS總線測控協(xié)議，保證了各測 試點(diǎn)檢的無線鏈路數(shù)據(jù)在傳輸和顯示上得到有效控制。
[0056] 人機(jī)交互界面為虛擬按鍵式人機(jī)交互界面。人機(jī)交互界面包含了虛擬按鍵和狀態(tài) 顯示界面。用戶通過觸摸對