專利名稱：林冠山地多級精度自動定位技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種森林定位技術(shù)，特別是一種林冠山地多級精度自動定位技術(shù)。
二背景技術(shù)：
全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)作為現(xiàn)代高新技術(shù)已在林業(yè)、農(nóng)業(yè)、測繪、地質(zhì)、礦業(yè)、石 油、土建等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，由于GPS技術(shù)具有實時、動態(tài)、自動、全天候確定空間三維 位置及運行速率的功能，因而在森林資源調(diào)査監(jiān)測、導(dǎo)航、定位、地圖數(shù)據(jù)更新、森林面積 精準(zhǔn)監(jiān)測、飛播造林、森林病蟲害監(jiān)測、林火監(jiān)測、林界劃分、資源管理等方面需要空間定 位技術(shù)進(jìn)行林界定位、林權(quán)劃分、森林認(rèn)證、林中定位實驗、樣點復(fù)位和遙感數(shù)據(jù)與地面調(diào) 查相對應(yīng)等工作。
我國林地多處山區(qū)，由于山地地形、林冠、樹干等干擾因子的影響，使GPS在森林中的 定位研究受到很大的局限性定位時間延長、定位精度降低，定位結(jié)果可信度差，某些情況 下由于林區(qū)的遮蔽性和某些小峽谷地帶的狹隘天空不能保證有4顆以上的衛(wèi)星，從而形成 DGPS系統(tǒng)失靈的盲區(qū)空間定位，傳統(tǒng)上采用增高GPS天線或使用手持機的方式解決以上問 題，以上的各種方法均存在著其缺點-
① 采用將GPS天線舉高，使其高于樹冠定位，但是在某些原始森林，樹高超過100m， 這種方法具有很大的局限性；
② 手持式GPS接收機只能進(jìn)行單點定位，其實時定位精度為土100m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于林業(yè)資源 調(diào)查管理和環(huán)境監(jiān)測的必要精度土lm左右的水平，不具備將這些手持式GPS接收機改造為 差分GPS接收機的條件，當(dāng)有樹冠影響時，手持式GPS接收機精度進(jìn)一步降低，時間延長。
因此，由于森林的廣闊性，林分結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，迫切需要多級精度、多級分辨率的定位 技術(shù)應(yīng)用于森林定位。
三
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)在森林定位過程中不可避免地帶來的很多麻煩與誤差，本發(fā)明的目的 是提供一種林冠山地多級精度自動定位技術(shù)。 i
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
1. 在山區(qū)、丘陵區(qū)和林冠遮擋條件下，使用GPS無法實施林中定位時，利用DGPS (差 分全球定位系統(tǒng))在開闊地帶、林區(qū)路旁測量基準(zhǔn)站坐標(biāo)或利用已知點坐標(biāo)，采用羅盤儀、 全站儀在郁閉林分內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)線定位。
2. 羅盤儀導(dǎo)線定位方法如下首先，在導(dǎo)線兩端的基準(zhǔn)點安置DGPS，測得基準(zhǔn)點坐標(biāo);
然后，由羅盤儀測得基準(zhǔn)點到目標(biāo)點的距離、方位角、傾角、磁偏角，按無定向?qū)Ь€方式由 PDA自動計算林中各目標(biāo)點的坐標(biāo)。
3.全站儀導(dǎo)線定位方法如下首先，在導(dǎo)線兩端的基準(zhǔn)點安置DGPS，測得基準(zhǔn)點坐標(biāo); 然后，由全站儀測得基準(zhǔn)點到目標(biāo)點的距離、天頂距、水平角、傾斜角，按無定向?qū)Ь€方式 由PDA自動計算林中目標(biāo)點的坐標(biāo)。
本項發(fā)明具有以下優(yōu)點
① 以DGPS為基礎(chǔ)，采用羅盤儀和全站儀無定向?qū)Ь€作業(yè)方式，實現(xiàn)空間定位與陸地觀 測定位的優(yōu)勢互補、缺點互抵、資源共享，解決不能保證有4顆以上的衛(wèi)星的盲區(qū)空間定位問題。
② 通過PDA編程計算，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時存儲和自動化處理。
四

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖l為無定向?qū)Ь€示意圖。
五具體實施例方式
林冠山地多級精度自動定位技術(shù)與現(xiàn)有定位技術(shù)不同，具體是
(1) 在DGPS系統(tǒng)失靈的盲區(qū)，選擇開闊地帶、林區(qū)路旁使用DGPS測量基準(zhǔn)點坐標(biāo)， 如圖1所示，在開闊地段選取A、 B兩點建立定位基準(zhǔn)站，采用DGPS測量定位，獲取坐標(biāo)。 當(dāng)采用羅盤儀測量時，首先，在A點安置羅盤儀，用視距測量觀測A1邊長，用羅盤儀測量 Al邊磁方位角；然后，移動儀器至1點，返測1與A間距離，觀測12邊邊長和12邊磁方
位角；重復(fù)以上過程直到B點。由數(shù)模^^，eM(，+A)求得L 2兩點的坐標(biāo)差，其
~12 = &《2 + A)
中g(shù)為l、 2邊磁方位角平均值，A為該地區(qū)磁偏角，《2為1、 2邊的邊長平均值。由A點
的已知坐標(biāo)，加上坐標(biāo)差，得每個目標(biāo)點的坐標(biāo)，完成林冠山地條件下的目標(biāo)點定位，以上 工作由PDA編程，自動記錄，自動計算完成。
(2) 當(dāng)采用全站儀測量時，如圖1所示，首先，在1點安置全站儀瞄準(zhǔn)A點，記錄方 向角HA， Al邊長D1;瞄準(zhǔn)2點，記錄方向角H2、 12邊長D2;計算水平角e i二H2—HA， 然后移站到2點，瞄準(zhǔn)1點記錄方向角H!，瞄準(zhǔn)3點，依次移站推到終點，求得各邊長D卜
D2、…Dnw及A，A，…A。可假設(shè)Al邊坐標(biāo)方位角= 0， A點坐標(biāo)義/=0，求得終
<formula>formula see original document page 5</formula>進(jìn)而求得各邊真方位角再依
a, 、 Z),求得各邊A x,和A ;;,，由A點已知坐標(biāo)，求得林冠山地條件下的目標(biāo)點坐標(biāo)，完成定 位工作。以上整個過程為PDA與全站儀數(shù)據(jù)接口自動通訊、記錄，自動處理。
權(quán)利要求
1.一種林冠山地多極精度定位方法，其特征是在山區(qū)、丘陵區(qū)和林冠遮擋條件下，使用GPS無法實施林中定位時，利用DGPS(差分全球定位系統(tǒng))在開闊地帶、林區(qū)路旁測量基準(zhǔn)站坐標(biāo)或利用已知點坐標(biāo)，采用羅盤儀、全站儀在郁閉林分內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)線定位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的林冠山地多極精度定位方法，其特征是其中羅盤儀導(dǎo)線定位 方法如下首先，在導(dǎo)線兩端的基準(zhǔn)點安置DGPS，測得基準(zhǔn)點坐標(biāo)；然后，由羅盤儀測得基準(zhǔn)點到目標(biāo)點的距離、方位角、傾角、磁偏角，按無定向?qū)Ь€方式由PDA自動計算林中各目標(biāo)點的坐標(biāo)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的林冠山地多極精度定位方法，其特征是其中全站儀導(dǎo)線定位 方法如下首先，在導(dǎo)線兩端的基準(zhǔn)點安置DGPS，測得基準(zhǔn)點坐標(biāo)；然后，由全站儀測得基準(zhǔn)點到目標(biāo)點的距離、天頂距、水平角、傾斜角，按無定向?qū)Ь€方式由PDA自動計算林中目標(biāo)點的坐標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種林冠山地多級精度自動定位技術(shù)。該發(fā)明是在林分郁閉條件下，由于林冠的郁閉和地形的影響，使得DGPS所收到的衛(wèi)星信號受到干擾，數(shù)據(jù)傳輸電臺信號失靈，從而限制了DGPS在山區(qū)、丘陵區(qū)和林冠下的應(yīng)用，此定位技術(shù)利用羅盤儀和全站儀無定向?qū)Ь€輔助定位，即在郁閉林分之外，選取開闊地段，用DGPS測量定位基準(zhǔn)站，以此為基礎(chǔ)，在郁閉林分內(nèi)選取測點，用羅盤儀和全站儀無定向?qū)Ь€定位，根據(jù)基準(zhǔn)站DGPS定位結(jié)果，通過PDA編程設(shè)計，自動推算各測點的定位結(jié)果，實現(xiàn)DGPS系統(tǒng)失靈的盲區(qū)空間定位。
文檔編號G01S5/02GK101169476SQ20071018833
公開日2008年4月30日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者馮仲科, 張彥林, 梁長秀, 臧淑英 申請人:哈爾濱師范大學(xué);馮仲科