專利名稱：一種光學大地測量設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光學大地測量設(shè)備，特別是一種能提供水平真向角度的光學 大地測量設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，公知的光學大地測量設(shè)備包括經(jīng)緯儀和全站儀，其中全站儀是在經(jīng)緯儀基 礎(chǔ)上加載測距設(shè)備，其測角原理與經(jīng)緯儀相同。無論是經(jīng)緯儀還是全站儀，都是通過重力部 件獲得垂直真向角度，但不能提供水平真向角度(在地球坐標系中相對真北的水平角度)。 進行大地測量時，如果要獲得目標的水平真向角度，需要借助羅盤或者差分GPS。使用羅 盤時，需獲知當?shù)氐拇牌?，才能獲得水平真向角度，這種方法精度低，操作復雜；使用差分 GPS需要先測量兩個點，通過實時或后處理差分獲得兩點間基線的距離和真向角度(包含 水平真向角度)，然后使用現(xiàn)有光學大地測量設(shè)備(如全站儀或經(jīng)緯儀+測距儀)測量這兩 個點，經(jīng)計算得到水平真向角度，這種方法精度很高，但操作更加復雜。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的光學大地測量設(shè)備不能提供水平真向角度的不足，本實用新型提 供一種光學大地測量設(shè)備，該設(shè)備不僅具有全站儀的全部功能，而且能提供所測目標的水 平真向角度，操作簡單，角度精度與差分GPS方法測得的精度一致。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該測量設(shè)備由光學模塊和定向模塊兩部分組成，定向模塊由主機模塊和校準模塊 組成，定向模塊用于水平真向標定，為光學模塊提供真向角度，所述的光學模塊與主機模塊 物理連接。光學模塊用以提供目標距離、目標相對零向的水平角度和相對重力方向垂直角 度。所述的定向模塊采用實時差分GPS體制，該模塊分為校準模塊和主機模塊兩個部分。使 用時，校準模塊作為實時差分GPS的基準站，主機模塊作為移動站。所述的校準模塊包括校準GPS天線和校準GPS接收機，用于接收GPS信號；發(fā)射 電臺，用于發(fā)射差分信號；校準天線外殼，校準天線外殼頂面正中設(shè)置標志物，用于光學設(shè) 備瞄準。所述的主機模塊包括主機GPS天線和主機GPS接收機，用于接收GPS信號；接收 電臺，用于接收校準模塊發(fā)射的差分信號；FPGA差分解算板，用于實時解算差分數(shù)據(jù)；和主 機天線外殼。所述的FPGA差分解算板將校準模塊和主機模塊間連線的距離和真向角度通過串 口電纜送至光學模塊的內(nèi)存中存儲。所述的光學模塊的表面設(shè)有置向鍵，置向鍵用于控制設(shè)備讀取光學模塊內(nèi)存中的 水平真向角度信息，作為當前水平角度。所述的主機模塊和校準模塊的天線外殼為圓盤形。本實用新型的有益效果是，在公知全站儀的基礎(chǔ)上，可直接獲得所測目標的水平真向角度，免除了使用現(xiàn)有光學大地測量設(shè)備獲得水平真向角度的復雜程序。以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的實施例正視圖。圖2是本實用新型的實施例側(cè)視圖。圖3是本實用新型的實施例內(nèi)部構(gòu)造圖圖中1.主機GPS天線外殼，2.提手，3.連接件，4.光學鏡頭，5.顯示屏，6. “置向” 按鍵，7.標志物，8.校準GPS天線外殼，9.發(fā)射天線，10.支撐桿，11.主機GPS天線，12. FPGA 差分解算板，13.接收電臺，14.串口數(shù)據(jù)線，15.內(nèi)存，16.發(fā)射電臺，17.校準GPS天線。
具體實施方式
如附圖1、圖2和圖3所示，主機GPS天線外殼1通過連接件3安裝于提手2上，不 用時可取下，光學鏡頭4和顯示屏5與通用全站儀一致，置向鍵6類似于通用全站儀的“置 零”按鍵；標志物為一錐形體，安裝在校準GPS天線外殼8頂面正中，發(fā)射天線位于校準GPS 天線外殼8下方非中心位置，支撐桿10安裝在校準GPS天線外殼8底面正中，不用時可旋 下。校準GPS天線17接收GPS衛(wèi)星信號，經(jīng)處理后將差分GPS信號經(jīng)發(fā)射電臺16和 發(fā)射天線9發(fā)射到空中；主機GPS天線11接收GPS衛(wèi)星信號，接收電臺13接收來自發(fā)射電 臺16的差分GPS信號，經(jīng)FPGA差分解算板12計算，獲得基線信息，即主機GPS天線11相 位中心到校準GPS天線17相位中心的距離和真向角度，包括水平真向角度，并將水平真向 角度通過串口數(shù)據(jù)線14寫入內(nèi)存15，當置向鍵6被觸發(fā)時，主機讀取內(nèi)存15上的水平真向 角度，置為當前光學鏡頭4的水平角度。光學大地測量設(shè)備的使用操作步驟首先應(yīng)使主機模塊和校準模塊都能接收到GPS信號，將校準模塊置于光學鏡頭4 可觀測的盡量遠處，使用光學鏡頭4中的十字叉絲瞄準標志物7，按下置向鍵6，液晶屏5即 可顯示當前水平角度，此時便完成了設(shè)備的初始化，之后就可開始大地測量工作。校準模塊與主機模塊相距越遠，真向精度越高。一般情況下，兩模塊距離R米，真 向精度為0.2° /R0例如兩模塊相距100米，則真向精度為0.002°。
權(quán)利要求1.一種光學大地測量設(shè)備，其特征在于該測量設(shè)備由光學模塊和定向模塊兩部分組 成，定向模塊由主機模塊和校準模塊組成，定向模塊用于水平真向標定，為光學模塊提供真 向角度，所述的光學模塊與主機模塊物理連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學大地測量設(shè)備，其特征是所述的校準模塊包括 校準GPS天線和校準GPS接收機，用于接收GPS信號；發(fā)射電臺，用于發(fā)射差分信號；校準天線外殼，校準天線外殼頂面正中設(shè)置標志物，用于光學設(shè)備瞄準。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學大地測量設(shè)備，其特征是所述的主機模塊包括 主機GPS天線和主機GPS接收機，用于接收GPS信號；接收電臺，用于接收校準模塊發(fā)射的差分信號； FPGA差分解算板，用于實時解算差分數(shù)據(jù)； 和主機天線外殼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學大地測量設(shè)備，其特征是所述的FPGA差分解算板將校 準模塊和主機模塊間連線的距離和真向角度通過串口電纜送至光學模塊的內(nèi)存中存儲。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學大地測量設(shè)備，其特征是所述的光學模塊的表面設(shè)有 置向鍵，置向鍵用于控制設(shè)備讀取光學模塊內(nèi)存中的水平真向角度信息，作為當前水平角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的光學大地測量設(shè)備，其特征是所述的主機模 塊和校準模塊的天線外殼為圓盤形。
專利摘要本實用新型涉及一種光學大地測量設(shè)備，特別是一種能提供水平真向角度的光學大地測量設(shè)備。該測量設(shè)備由光學模塊和定向模塊兩部分組成，定向模塊由主機模塊和校準模塊組成，定向模塊用于水平真向標定，為光學模塊提供真向角度，所述的光學模塊與主機模塊物理連接。其中光學模塊功能與公知的全站儀相同，定向模塊采用實時差分GPS體制，包含校準模塊和主機模塊兩個部分。主機模塊作為實時差分GPS的移動站，安裝在光學模塊上，校準模塊作為實時差分GPS的基準站。差分完成后，水平真向角度寫入內(nèi)存。當光學鏡頭瞄準校準模塊的標志物時，觸發(fā)“置向”按鍵，設(shè)備將獲得校準模塊相對于主機模塊的水平真向角度，作為本實用新型的水平方向基準。
文檔編號G01C1/00GK201787946SQ20102052933
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者劉建平, 劉雨蒙, 吳文洲, 才長帥, 李學良, 王曉莉, 石海天, 陳京平, 高其嘉 申請人:中國人民解放軍空軍裝備研究院雷達與電子對抗研究所