一种测绘装置

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一种测绘装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型属于测量测绘产品，特别是一种效率高、精度准确的外业测绘装置。\n背景技术\n[0002] 在测绘领域，随着全站仪的推广普及，传统的经纬仪、测距仪逐渐被取代。而近年来，随着GPS测量技术的发展，工程测量的作业方法更是发生了历史性的变革。GPS测量通过接收卫星发射的信号并进行数据处理，从而求定测量点的空间位置，它具有全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。现已成功应用于工程测量、航空摄影测量、工程变形测量、资源调查等诸多领域。\n[0003] 高精度GPS-RTK多维实时测量系统由GPS信号接收系统、数据实时传输系统、数据实时处理系统三部分组成。本系统采用了基于载波相位观测值的实时动态定位技术(即RTK定位技术)，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。基准站通过电台将观测值和测站坐标信息传输给移动站，移动站不仅通过数据传输系统接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并将两载波信号进行差分处理，解出两站间的基线值，同时输入相应的坐标转换和投影参数，实时得到测点坐标，给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟。移动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周未知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则移动站可随时给出厘米级定位精度的结果。与常规仪器进行的控制测量一样，使用GPS-RTK技术应首先复核起算基准点的精度，起算点应为高等级的控制点，并且起算基准点和观测点之间具有较好的位置分布。当使用动态GPS-RTK进行观测时，基准站的精度要经过3-5个高等级控制点的连测、复核，确保基准站坐标在各个方位观测情况下具有一致的精度。\n[0004] 由此可以看出，高精度GPS-RTK测量系统是一个很复杂的系统，它不仅牵扯到GPS定位技术，还包含了工程测绘领域方面的技术。\n[0005] GPS技术以其独特而强大的功能与优点充分显示了它在该领域发展的优越性，以及更大、更广阔的发展空间。但在该领域实际施工过程中和后续工程的建设和监测中也暴露出了一些不足。\n[0006] 1、GPS测量中所选择的控制点位置的差异直接影响到观测点位的精度。由于GPS测量是通过接收卫星发射的信号经过数据处理而得到点位坐标(包括高程)的，任何可能影响信号接收的因素出现干扰时，所测定的点位坐标都可能产生误差。为此，在选择测量点位时应注意以下几点：(1)点位视野开阔，向上15°，视角范围内应尽量避免有障碍物。\n(2)尽量远离大功率无线电发射源，间距应不小于400m，远离高压输电线路，间距应不小于\n200m。(3)远离具有强烈干扰卫星信号接收的物体，并尽量避开大面积的水域。\n[0007] 2、GPS及其相关技术是一门新兴起的技术，其运用的规范标准还不够完善，目前我国还没有颁布统一的地理信息标准，导航产品生产商大多使用自己开发生产的电子地图，这些电子地图一般相互不兼容。另外，产品没有统一的标准规范，产品市场没有形成标准，特别是软件产品没有形成统一的规范。这还待有关部门进一步研究制定。\n发明内容\n[0008] 本实用新型的目的是提供一种高效率、高精度外业测绘装置。\n[0009] 本实用新型的目的是这样实现的，一种测绘装置，包括基准站和移动站，基准站和移动站的电路具有相同的电结构，基准站和移动站由GPS双频接收机、数传电台、12V直流电源及手簿构成，GPS双频接收机与数传电台通过接口电连接，GPS双频接收机与手簿通过接口电连接，12V直流电源输出端与GPS双频接收机和数传电台的电源输入端电连接；基准站的数传电台和移动站数传电台进行数据链路连接。\n[0010] 所述的接口是USB或232串口。\n[0011] 所述的手簿是笔记本电脑。\n[0012] GPS双频接收机可以兼容GLONASS卫星，具有RTK的定位精度高、捕获时间短和稳定性高等特点。GPS双频接收机是将卫星发送的无线电信号的电磁波能量变换成接收机电子器件可摄取应用的电流，可以接收GPS L1和L2频率信号，GPS双频接收机采用密封的天线屏蔽器可以使天线工作于恶劣的外界环境中，天线的接收部分配有滤波器和低噪声放大器(LNA)装置，可优化接收右旋极化信号的性能，减少低仰角信号的接收，有效降低电磁干扰和多路径效应带来的误差，适用于高精度的定位测量。基准站的数传电台和移动站数传电台进行完成数据链路，完成流动站数据快速而准确的决算，传输给基准站，基准站的数传电台和移动站数传电台的通信距离决定了系统的工作范围，它们具有网络数据传输技术(GPRS/CDMA)和传统的UHF数据链技术兼备，可以自由切换数传模式。传统的UHF电台采用的是460MHZ频率，适合野外长基线使用。采用(GPRS/CDMA)网络技术传输覆盖面更广，抗干扰性更强，更适合城市和远距离传输，便于将来接入城市建设的VAS基站。\n[0013] 本实用新型的优点：\n[0014] ①定位精度高，数据安全可靠，没有误差积累。实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果(包括高程)。(静态平面精度：±5mm+1ppm静态高程精度：\n±10mm+1ppmRTK平面精度：±20mm+1ppm RTK高程精度：±30mm+1ppm)。\n[0015] ②RTK作业自动化、集成化程度高，操作简便，容易使用，数据处理能力强。测绘功能强大。彻底摆脱了由于粗差造成的返工，提高了GPS作业效率。\n[0016] ③测量速度快，作业效率高。每个放样点只需要停留1～2s，流动站小组作业，每小组(3～4人)可完成中线测量5～10km。若用其进行地形测量，每小组每天可以完成\n0.8～1.5Km的地形图测绘，其精度和效率是常规测量所无法比拟的。\n[0017] ④多种数据链路选择，使用方便灵活。内置小功率数传电台，可以保证在3-5KM作业范围内快速作业；外置的大功率电台，保证了优越的长距离RTK结算能力，可以达到20KM以上。使用GPRS/CDMA网络RTK传输技术是为了以后城市化CORS网络基站的发展，这样系统就可以连续不间断24小时运行，全面取代常规RTK作业模式，全天候地支持各种GPS作业。\n[0018] ⑤应用范围广，可以涵盖公路测量(包括平、纵、横)，施工放样，监理，竣工测量，养护测量，GIS前端数据采集诸多方面。\n附图说明\n[0019] 下面结合实施例附图和实施例对本实用新型作进一步说明。\n[0020] 图1是本实用新型实施例电路图。\n[0021] 图中：1、基准站；2、移动站；3、卫星；101、GPS双频接收机；102、数传电台；103、\n12V直流电源；104、接口；105、手簿；201、GPS双频接收机；202、数传电台；203、12V直流电源；204、接口；205、手簿。\n具体实施方式\n[0022] 如图1所示，包括基准站1和移动站2，基准站1和移动站2的电路具有相同的电结构，基准站1和移动站2由GPS双频接收机、数传电台、12V直流电源及手簿构成，如图1中，基准站1由GPS双频接收机101、数传电台102、12V直流电源103及手簿105组成。移动站2由GPS双频接收机201、数传电台202、12V直流电源203及手簿205组成。GPS双频接收机与数传电台通过接口电连接，GPS双频接收机与手簿通过接口(接口是USB或232串口)电连接，12V直流电源输出端与GPS双频接收机和数传电台的电源输入端电连接。基准站1或移动站2中的GPS双频接收机接收卫星3的GPS地理位置信息。\n[0023] GPS双频接收机101(201)可以兼容GLONASS卫星，具有RTK的定位精度高、捕获时间短和稳定性高等特点。GPS双频接收机101(201)是将卫星发送的无线电信号的电磁波能量变换成接收机电子器件可摄取应用的电流，可以接收GPS L1和L2频率信号，GPS双频接收机101(201)采用密封的天线屏蔽器可以使天线工作于恶劣的外界环境中，天线的接收部分配有滤波器和低噪声放大器(LNA)装置，可优化接收右旋极化信号的性能，减少低仰角信号的接收，有效降低电磁干扰和多路径效应带来的误差，适用于高精度的定位测量。基准站1的数传电台102和移动站2数传电台202进行完成数据链路，完成流动站数据快速而准确的决算，传输给基准站1，基准站1的数传电台102和移动站2数传电台202的通信距离决定了系统的工作范围，它们具有网络数据传输技术(GPRS/CDMA)和传统的UHF数据链技术兼备，可以自由切换数传模式。传统的UHF电台采用的是460MHZ频率，适合野外长基线使用。采用(GPRS/CDMA)网络技术传输覆盖面更广，抗干扰性更强，更适合城市和远距离传输，便于将来接入城市建设的VAS基站。\n[0024] 手簿105(205)采用手持计算机或PDA，它作为测量软件与GPS接收机进行数据交换与存储的载体。由于GPS-RTK系统主要用在野外测量，环境较恶劣，因此需选用三防型(防水、防尘、防震)手薄或PDA。高端配套推荐美国TDS公司推出的一款型号为Recon的户外型Pocket PC。具有存储容量大、运算速度快和使用方便的特点。由于价格因素也可选择其他PDA产品。实时动态测量软件，实时动态测量软件系统的质量与功能对保障实时快速测量的可行性、测量成果的准确性和可靠性具有十分重要的意义。实时动态测量系统软件具有实时快速解算整周未知数，实时坐标解算、坐标系统设置及转高斯投影参数设置、数据输入、输出，通讯参数设置、放样点计算，卫星分布图显示，测量成果的显示与绘画等功能，能满足各种工程测绘需要。