專利名稱：基于gps/sins城鎮(zhèn)地籍圖根點快速測量及事后數(shù)據(jù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量、測繪技術(shù)和慣性導(dǎo)航定位定向技術(shù)，尤其涉及城鎮(zhèn)地籍測繪過 程中利用GPS和SINS配合進行圖根點布設(shè)的一種基于GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點快速測量 及事后數(shù)據(jù)處理方法，屬于測繪技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，迫切需要摸清城鎮(zhèn)土地家底，為政府部門的規(guī)劃 與決策提供翔實的數(shù)據(jù)支持。目前，我國城鎮(zhèn)地籍調(diào)查仍然是利用GPS和全站儀分級布網(wǎng) 完成控制測量，而我國城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)變化量巨大，需要一種以高科技技術(shù)為手段的高效城 鎮(zhèn)地籍調(diào)查方法，以保障城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)及時更新，滿足城市建設(shè)需要。
GPS全球定位技術(shù)的問世，特別是實時動態(tài)定位技術(shù)(GPS-RTK)的發(fā)展為城鎮(zhèn)地 籍測量提供了一個新的平臺，目前基于GPS技術(shù)的城鎮(zhèn)地籍測量圖根點的布設(shè)方法是在 已知點架設(shè)GPS基站和流動站同步共視相同的衛(wèi)星，基站同時把自己的基站坐標(biāo)及載波相 位觀測量發(fā)送給流動站，流動站利用fi觀測信息固定整周模糊度并進一步獲得基站和流動 站間的基線向量，基站坐標(biāo)加上該基線向量即得流動站坐標(biāo)，利用流動站測得各圖根點坐 標(biāo)。然而，由于城鎮(zhèn)地區(qū)建筑物密集，嚴(yán)重影響了 GPS-RTK流動站接收機對衛(wèi)星信號的接 收，使得很多情況下RTK整周模糊度不能快速固定，難以實現(xiàn)高精度實時定位。因此，利用 RTK布設(shè)城鎮(zhèn)地籍圖根點時，往往需要花較多時間尋找空曠的位置以實現(xiàn)RTK高精度定位。 可見，現(xiàn)有技術(shù)利用GPS-RTK進行地籍測量工作時，還受到諸多限制，GPS的優(yōu)越性還沒有 得到很好的發(fā)揮，圖根點布設(shè)依然費時費力。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種提出一種基于GPS/SINS城鎮(zhèn)地 籍圖根點快速測量以及事后數(shù)據(jù)處理方法。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案本發(fā)明基于GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點快速測量以及事后數(shù)據(jù)處理方法，包括如下步驟(1)在首級GPS控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上或在網(wǎng)絡(luò)RTK下，選擇初始工作點并在初始工作點上架 設(shè)GPS，確定初始工作點的位置信息；(2)將轉(zhuǎn)位裝置置于初始工作點上，利用安裝面和鎖固裝置將SINS的慣性核心部件固 定于轉(zhuǎn)位裝置上，進行整平對中及轉(zhuǎn)位操作，完成GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點測量設(shè)備的初 始化；(3)保持開機狀態(tài)，工作人員攜帶GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點測量設(shè)備到下一個圖根點 上進行定位定向測量，在該圖根點上工作人員利用轉(zhuǎn)位裝置對GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點 測量設(shè)備進行整平對中及轉(zhuǎn)動操作，獲取該圖根點上的SINS慣性核心部件輸出信息，并操4作控制面板，設(shè)定測量標(biāo)記；(4)根據(jù)SINS慣性核心部件輸出信息和GPS的信息實時解算圖根點坐標(biāo)，根據(jù)定位精 度自動判斷在圖根點的測量時間；(5)重復(fù)步驟(3)和(4)測量所有布設(shè)的圖根點的定位信息，作業(yè)路線形成結(jié)點構(gòu)成網(wǎng) 狀，整個作業(yè)過程的原始測量數(shù)據(jù)儲存下來用于事后數(shù)據(jù)處理；(6)利用事后數(shù)據(jù)處理軟件，對作業(yè)過程中存儲下來的慣性核心部件數(shù)據(jù)的常值誤差 進行補償，并進一步與GPS信息進行融合，求得隱蔽地區(qū)圖根點以及下一個有GPS信號圖根 點的坐標(biāo)，再利用有GPS信號的圖根點SINS位置誤差信息進一步反向校正前一個隱蔽地區(qū) 圖根點的坐標(biāo)，實現(xiàn)隱蔽地區(qū)圖根點的高精度定位；(7)計算各個圖根點坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度，如滿足精度要求則測量工作結(jié)束，否則，利用GPS/ SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點測量設(shè)備重復(fù)步驟(2) (5)。
其中，所述SINS為捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，由慣性核心部件和導(dǎo)航定位計算機組 成，其中慣性核心部件包括陀螺儀和加速度計。
其中，步驟(3)所述保持開機狀態(tài)是指在兩個圖根點之間的行程中，SINS和GPS均 處于開機狀態(tài)進行連續(xù)定位測量。
其中，步驟(3)中在設(shè)定測量標(biāo)記是指在轉(zhuǎn)位裝置整平對中結(jié)束后，利用控制面板 設(shè)置存儲傳感器數(shù)據(jù)的時間標(biāo)志。
其中，步驟(5)中原始測量數(shù)據(jù)包括參考站發(fā)送過來的原始數(shù)據(jù)、GPS/SINS的GPS 接收機接收到的原始數(shù)據(jù)、SINS慣性核心部件輸出的原始數(shù)據(jù)。
上述步驟(3)所述的定位定向測量的方向參數(shù)求取方法為
權(quán)利要求
1.一種基于GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點快速測量以及事后數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于 包括如下步驟(1)在首級GPS控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上或在網(wǎng)絡(luò)RTK下，選擇初始工作點并在初始工作點上架 設(shè)GPS，確定初始工作點的位置信息；(2)將轉(zhuǎn)位裝置置于初始工作點上，利用安裝面和鎖固裝置將SINS的慣性核心部件固 定于轉(zhuǎn)位裝置上，進行整平對中及轉(zhuǎn)位操作，完成GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點測量設(shè)備的初 始化；(3)保持開機狀態(tài)，工作人員攜帶GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點測量設(shè)備到下一個圖根點 上進行定位定向測量方向參數(shù)，在該圖根點上工作人員利用轉(zhuǎn)位裝置對GPS/SINS城鎮(zhèn)地 籍圖根點測量設(shè)備進行整平對中及轉(zhuǎn)動操作，獲取該圖根點上的SINS慣性核心部件輸出 信息，并操作控制面板，設(shè)定測量標(biāo)記；(4)根據(jù)SINS慣性核心部件輸出信息和GPS的信息實時解算圖根點坐標(biāo)，根據(jù)定位精 度自動判斷在圖根點的測量時間；(5)重復(fù)步驟(3)和(4)測量所有布設(shè)的圖根點的定位信息，作業(yè)路線形成結(jié)點構(gòu)成網(wǎng) 狀，整個作業(yè)過程的原始測量數(shù)據(jù)儲存下來用于事后數(shù)據(jù)處理；(6)利用事后數(shù)據(jù)處理軟件，對作業(yè)過程中存儲下來的慣性核心部件數(shù)據(jù)的常值誤差 進行補償，并進一步與GPS信息進行融合，求得隱蔽地區(qū)圖根點以及下一個有GPS信號圖根 點的坐標(biāo)，再利用有GPS信號的圖根點SINS位置誤差信息進一步反向校正前一個隱蔽地區(qū) 圖根點的坐標(biāo)，實現(xiàn)隱蔽地區(qū)圖根點的高精度定位；(7)計算各個圖根點坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度，如滿足精度要求則測量工作結(jié)束，否則，利用GPS/ SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點測量設(shè)備重復(fù)步驟(2) (5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點快速測量及事后數(shù)據(jù)處理 方法，其特征在于所述SINS為捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，由慣性核心部件和導(dǎo)航定位計算機組 成，其中慣性核心部件包括陀螺儀和加速度計。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點快速測量及事后數(shù)據(jù)處 理方法，其特征在于步驟(3)所述保持開機狀態(tài)是指在兩個圖根點之間的行程中，SINS和 GPS均處于開機狀態(tài)進行連續(xù)定位測量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點快速測量及事后數(shù)據(jù)處理方 法，其特征在于步驟(3)中在設(shè)定測量標(biāo)記是指在轉(zhuǎn)位裝置整平對中結(jié)束后，利用控制面板 設(shè)置存儲傳感器數(shù)據(jù)的時間標(biāo)志。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點快速測量及事后數(shù)據(jù)處理方 法，其特征在于步驟(5)中原始測量數(shù)據(jù)包括參考站發(fā)送過來的原始數(shù)據(jù)、GPS/SINS的GPS 接收機接收到的原始數(shù)據(jù)、SINS慣性核心部件輸出的原始數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點快速測量及事后數(shù)據(jù)處理方 法，其特征在于步驟(3)所述的定位定向測量的方向參數(shù)求取方法為其中外約、 分別為1、2、3、4位置時陀螺儀的輸出換算量0^為地球自轉(zhuǎn)角速度 ’Λ當(dāng)?shù)鼐暥?；Φ為SINS的方向角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點快速測量及事后數(shù)據(jù)處理方 法，其特征在于步驟(4)所述的實時解算圖根點坐標(biāo)方法為
全文摘要
本發(fā)明公布了一種基于GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點快速測量及事后數(shù)據(jù)處理方法，所述方法根據(jù)首級網(wǎng)信息，利用GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點測量設(shè)備在GPS信號不穩(wěn)定地區(qū)進行圖根點的布設(shè)，GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點測量設(shè)備利用已知控制點和特殊的轉(zhuǎn)位操作獲得其工作的初始信息，形成導(dǎo)航定位坐標(biāo)系；在圖根點布設(shè)過程中，利用GPS/SINS城鎮(zhèn)地籍圖根點測量設(shè)備獲得隱蔽地區(qū)圖根點的坐標(biāo)；利用事后數(shù)據(jù)處理軟件，對外業(yè)中存儲下來的慣性核心部件的測量數(shù)據(jù)與GPS信息進行融合，實現(xiàn)GPS信號不穩(wěn)定地區(qū)圖根點的高精度定位，并評定定位精度。本發(fā)明可以很好地提高圖根點布設(shè)的效率和定位精度。
文檔編號G01S19/42GK102033235SQ20101050846
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者吳峻, 王宇, 王慶 申請人:東南大學(xué)