本發(fā)明屬于測量儀器
技術領域：
，尤其涉及一種局域高程測量系統(tǒng)。
背景技術：
：在工程建設過程中，高程測量任務量極大且尤為重要，任何工程的優(yōu)質功能缺少了精準的高程測量都將無法實現(xiàn)。目前，工程建設中高程測量最普遍的方法有水準法、三角高程法、GPS高程法等。所述水準法是根據(jù)水準測量原理測量地面點間高差的儀器，17～18世紀發(fā)明了望遠鏡和水準器后出現(xiàn)。20世紀初，在制出內(nèi)調(diào)焦望遠鏡和符合水準器的基礎上生產(chǎn)出微傾水準儀。20世紀50年代初出現(xiàn)了自動安平水準儀；60年代研制出激光水準儀；90年代出現(xiàn)電子水準儀或數(shù)字水準儀。水準儀隨著科技的發(fā)展已經(jīng)研發(fā)出諸多類型，但原理大致相同，所以測量方法及過程也基本一致，仍需要人工逐站測量傳遞高程，從根本上并未改變水準測量的方法及原理。所述水準法存在以下不足：工作效率低、需耗費大量的人力和時間、操作人員業(yè)務水平對測量精準度的影響較大，測量過程中需嚴格控制前后視距長度，累計誤差較大。所述三角高程法是通過觀測兩點間的水平距離和天頂距(或高度角)求定兩點間高差的方法。它觀測方法簡單，受地形條件限制小，也是測定高程的基本方法，雖無需進行每站高差的傳遞，但每個測點仍需不少于2人進行人工測量，并需提前進行高程控制測量，通過控制點架設儀器才可進行碎步高程點位測量。所述三角高程法存在以下不足：三角高程法需提前建立平面及高程控制點后才可進行碎步高程測量，觀測精度受視線距離影響較大，測量精度不高。隨著GPS測量的廣泛應用，GPS高程測量方法逐漸廣泛被使用，主要原理為當直接測得測區(qū)內(nèi)所有GPS點的大地高后，再在測區(qū)內(nèi)選擇數(shù)量和位置均能滿足高程擬合需要的若干GPS點，用水準測量方法測取其正常高，并計算所有GPS點的大地高與正常高之差(高程異常)，以此為基礎利用平面或曲面擬合的方法進行高程擬合，即可獲得測區(qū)內(nèi)其他GPS點的正常高。該方法大大提高了高程測量的工作效率，但相對于水準法其測量精度相對較低，且測量精度值受環(huán)境影響較大，無法在測量要求精度較高時運用。且GPS儀器設備費用較高，并需要架設測量基準站，對于小型工程建設項目而言難以實現(xiàn)。所述GPS高程法存在以下不足：GPS高程法儀器設備費用較大，需根據(jù)區(qū)域范圍內(nèi)的水準點進行高程擬合后才可進行高程點的測量數(shù)據(jù)采集，精度受周圍環(huán)境影響較大，精度要求較高的工程明確要求不宜采用該方法。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種局域高程測量系統(tǒng)，其工作過程不受外界環(huán)境影響，測量精度高，可滿足預設區(qū)域內(nèi)工程建設中基本的高程測量精度要求。為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術方案：一種局域高程測量系統(tǒng)，包括位于多個高程控制點的發(fā)射器和位于待測點的手持接收器，所述手持接收器包括接收裝置和數(shù)據(jù)解算裝置，所述接收裝置用于接收所述發(fā)射器發(fā)射的電磁波信號，所述數(shù)據(jù)解算裝置用于根據(jù)所述電磁波信號利用三角函數(shù)法實時解算待測點的高程數(shù)據(jù)。作為優(yōu)選，所述手持接收器還包括用于顯示待測點的高程數(shù)據(jù)的顯示器。作為優(yōu)選，所述手持接收器還包括用于存儲待測點的高程數(shù)據(jù)的存儲設備。本發(fā)明前期需要進行預設區(qū)域內(nèi)高程控制點發(fā)射器的設置，發(fā)射器需設置在域內(nèi)預先埋設的支架上，發(fā)射器布控完成后測量人員只需手持接收機便可實時完成測量點的高程測量并準確記錄，由此計算工程中高程測量只需一人便可輕易完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲的全部過程，采用本發(fā)明的技術方案，可以不受外界環(huán)境影響，測量精度高，可滿足工程建設中基本的高程測量精度要求。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明有如下的技術效果：1、本發(fā)明的技術方案，在一個預設區(qū)域內(nèi)建立發(fā)射站，用戶只需用一個手持的信號接收機，就能簡單、快捷、準確的測量目標點高程，相對于GPS衛(wèi)星定位來說，投資較小具有可運行性。2、本發(fā)明不受天氣、高空遮擋等條件限制，可全天候使用。3、本發(fā)明排除測量過程中,人員操作對精準度的影響。4、本發(fā)明減輕人員操作強度,比使用通常方法測量節(jié)省大量時間,提高了效率。附圖說明圖1為本發(fā)明局域高程測量系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為本發(fā)明局域高程測量系統(tǒng)的原理示意圖。具體實施方式下面結合實施例及附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步闡述。如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種局域高程測量系統(tǒng)，包括位于多個高程控制點的發(fā)射器和位于待測點的手持接收器，所述手持接收器包括接收裝置和數(shù)據(jù)解算裝置，所述接收裝置用于接收所述發(fā)射器發(fā)射的電磁波信號，所述數(shù)據(jù)解算裝置用于根據(jù)所述電磁波信號利用三角函數(shù)法實時解算待測點的高程數(shù)據(jù)。作為優(yōu)選，所述手持接收器還包括用于顯示待測點的高程數(shù)據(jù)的顯示器。作為進一步優(yōu)選，所述手持接收器還包括用于存儲待測點的高程數(shù)據(jù)的存儲設備。作為再進一步優(yōu)選，所述發(fā)射器具有持續(xù)自供電功能，使全時段電磁波的應答發(fā)射。本發(fā)明的原理如下：如圖2所示，在已知1、2、3、4號發(fā)射器高程的情況下，接收器通過接收FA、FB、FC、FD電磁波確定四條線段長度，從而解算出待測點高程數(shù)據(jù)。已知四個點①A(XA,YA,ZA)、②B(XB,YB,ZB)、③C(XC,YC,ZC)、④D(XD,YD,ZD)的基準坐標，以及及待測點F(X,Y,Z)到①、②、③、④點的距離FA、FBFC、FD。根據(jù)以上已知條件，計算待測點F(X,Y,Z)高程數(shù)據(jù)z值的方法如下：Z=0.5*[(FA2-FB2)(XC-XA)-(FA2-FC2)(XB-XA)]*F-[(FA2-FB2)(XD-XA)-(FA2-FD2)(XB-XA)]*E[(ZB-ZA)(XC-XA)-(ZC-ZA)(XB-XA)]*F-[(ZB-ZA)(XD-XA)-(ZD-ZA)(XB-XA)]*E-0.5*[(A-B)(XC-XA)-(A-C)(XB-XA)]*F-[(A-B)(XD-XA)-(A-D)(XB-XA)]*E[(ZB-ZA)(XC-XA)-(ZC-ZA)(XB-XA)]*F-[(ZB-ZA)(XD-XA)-(ZD-ZA)(XB-XA)]*E]]>A＝XA2+YA2+ZA2B＝XB2+YB2+ZB2其中，C＝XC2+YC2+ZC2D＝XD2+YD2+ZD2E＝(YB-YA)(XC-XA)-(YC-YA)(XB-XA)F＝(YB-YA)(XD-XA)-(YD-YA)(XB-XA)在空間上，任意不在一條直線上的三個點組成一個平面，但點到空間平面上已知不在一條直線上的三個點距離為定值的點有兩個，即關于該平面的對稱點。因此在求解任意點F(X,Y,Z)的坐標時應有與前三個點不在同一平面上的第四個點D(XD,YD,ZD)進行校正。即求解出的距離FD與實測的FD值相等的F(X,Y,Z)為所求解的F(X,Y,Z)坐標。本發(fā)明實施過程如下：工程建設前，首先在工程范圍內(nèi)建立不少于4個及以上的高程控制點，并在高程控制點上放置高程發(fā)射器裝置，高程測量過程中測量人員將高程接收器放置在待測點，接收器通過接收4個及以上發(fā)射器發(fā)出的電磁波信號，利用三角函數(shù)法實時解算待測點的高程數(shù)據(jù)，并顯示在接收器上，測量人員可實時了解并可進行數(shù)據(jù)的采集和存儲。本發(fā)明技術方案利用手持接收器實時接收基站發(fā)射器發(fā)出的電磁波，通過確定手持接收器與基站發(fā)射器之間的準確距離(達到毫米級)及基站發(fā)射器的準確高程，從而準確解算“待測點”高程。該本發(fā)明受外界環(huán)境影響，針對工程建設的區(qū)域面積而言，電磁波信號覆蓋率高，測量精度相對較高，能夠滿足工程建設中的高程精度要求，該技術的成功研發(fā)將對工程測量、工程建設帶來重大的改革。最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍。當前第1頁1 2 3