大地测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测量系统，该测量系统具有用于在限定的坐标系统中确定目标位置的位置确定单元，特别是经玮仪或全站仪，并且具有配备有测量杆(pole)的、用于在限定的坐标系统中限定测量点和/或在限定的坐标系统中确定测量点的位置的移动测量单元。该测量系统具有适合于动态地显示测量环境的3D模型的控制单元。
【背景技术】
[0002]自古以来已经知道用于测量一个或更多个测量点的各种大地测量装置。在这种情况下，作为标准，记录空间数据、距离和方向、或者从测量装置到要测量的测量点之间的角度。具体地，与可能存在的参照点一起来获取测量装置的绝对位置。
[0003]这种大地测量装置的广泛已知的示例包括经玮仪、视距仪或全站仪，它们也被称为电子视距仪或计算机视距仪。例如在公布文献EP I 686 350中描述了现有技术的大地测量仪器。这些装置具有电传感器角度和距离测量功能，其使得能够确定到选择的目标的方向和距离。在这种情况下，在装置的内部参照系统中确定角度和距离量，并且对于绝对位置确定，还可能需要与外部参照系统关联。
[0004]在许多大地测量应用中，通过在多个点处设置特别配置的目标物体来测量所述多个点。这些点通常包括具有可对准标记的杆或者用于限定测量距离或测量点的反射器。使用中心大地测量装置，因此能够测量甚至相对大量的目标物体，尽管这需要识别这些目标物体。在这些测量任务中，为了控制测量处理并且建立或注册测量参数，需要在目标物体(尤其是目标物体处的手持数据获取装置)与中心测量装置之间发送各种数据、指令、字和其它信息。这些数据的示例为目标物体的识别、杆的倾度、反射器在地面之上的高度、反射器常数或者诸如温度或空气压力这样的测量值。
[0005]现代全站仪具有用于数字化后处理并且存储获取的测量数据的微处理器。该装置通常按紧凑且集成的设计来制造，通常同轴距离和角度测量元件以及计算、控制和存储单元集成在一个装置中。根据全站仪的发展水平，集成有用于使对准光学单元机动化的装置、用于无反射器距离测量的装置、用于自动目标搜索和跟踪的装置以及用于远程控制整个装置的装置。此外，从现有技术已知的全站仪还具有用于建立到外部外围组件(例如，到数据获取装置)的无线电链路的无线电数据接口，其具体地可以被形成为手持数据记录器、远程控制单元、阵列处理器、笔记本计算机、小型计算机或PDA。借助于数据接口，能够输出由全站仪获取并存储的测量数据以在外部后处理，能够将外部获取的测量数据读入全站仪以供存储和/或后处理，能够输入或输出用于远程控制全站仪的远程控制信号或者特别是在移动领域使用的另一外部组件的远程控制信号，并且能够将控制软件传送到全站仪中。
[0006]为了目苗准(sighting)或者对准(targeting)要测量的测量点，根据一般类型的大地测量装置包括例如作为瞄准装置的对准望远镜，例如光学望远镜。对准望远镜通常能够围绕垂直轴以及围绕相对于测量装置的基底的水平倾斜轴旋转，使得该望远镜能够通过旋转和倾斜而朝向要测量的点定向。除了光学观看通道以外，现代装置通常具有集成在对准望远镜中的相机，并且例如同轴地或平行地定向，以获取图像，在该情况下，所获取的图像可以具体地被表示为显示/控制单元的显示器上和/或用于远程控制例如数据记录器或远程控制单元的外围装置的显示器上的实时图像。在这种情况下，瞄准装置的光学单元可以具有手动聚焦(例如，用于改变聚焦光学单元的位置的调整螺钉)或者自动聚焦，聚焦位置例如通过伺服电机来改变。例如从DE 197 107 22,DE 199 267 06或者DE 199 495 80获知用于大地测量装置的对准望远镜的自动聚焦装置。
[0007]具体地，在这种情况下，可以借助于实时图像来执行目标反射器的瞄准，该实时图像在数据记录器的显示器或者远程控制单元的显示器中显示给用户，该实时图像通过作为全站仪的瞄准装置的相机而提供(例如，与对准望远镜同轴地设置或者具有与对准望远镜平行的取向)。因此，用户能够借助于实时图像根据实时图像中可识别的期望目标来定向全站仪。
[0008]EP I 734 336公开了一种包括测量单元的测量系统，该测量单元具有反射器以及光接收器和发送器。在这种情况下，提出了尤其是使用测量单元的光发送器来辅助自动目标搜索处理。因此，在接收到搜索或测量辐射之后，目标物体能够借助于测量单元的发送器将其自身的标识(例如，反射器编号或反射器类型)传送回至测量站。因此，测量站能够识别发现的目标物体，并且针对目标物体而最佳地配置。
[0009]EP I 573 271公开了一种还具有光发送器的测量单元，其中，在接收到测量装置的测量辐射之后，测量单元发送回光信号，在该光信号上对测量单元自身的身份进行调制。对于根据现有技术的前述测量系统共同的特征是，可选择地使用相机，通过固定位置确定单元(例如，全站仪)来目苗准或观察测量单元或者设置有测量单元的测量杆。
[0010]为了控制测量系统，用户被提供控制单元，该控制单元固定地连接至测量装置或测量单元，或者被实现为手持远程控制单元。这些控制单元包括:输入装置和输出装置，特别地被实现为显示器或触摸屏；以及用于处理和存储测量数据的数据处理和存储装置。
[0011]在捕获测量点的坐标之后，用户能够使得测量数据在控制单元的显示器上以图形方式可视化。然而，将有利的是，提供一种向用户提供关于测量环境的地理空间视图中的测量数据的方法和装置。
【发明内容】
[0012]因此，本发明的目的在于提供一种向用户提供目前测量任务的周围环境的三维模型的方法和测量系统，其中，测量点根据其在周围环境中的位置而可视化。
[0013]通过根据权利要求1的测量系统、根据权利要求7的方法和/或本发明的从属权利要求来实现该目的。
[0014]根据本发明的测量系统包括:用于在限定的坐标系统中确定目标位置的位置确定单元，特别是全站仪或GNSS模块；以及用于在所述坐标系统中限定测量点和/或在所述坐标系统中确定测量点的位置的移动测量单元。所述测量系统包括控制单元，所述控制单元用于使得用户能够控制所述测量系统在测量环境中的测量任务，以便获取与所述测量任务相关并且包括至少一个测量点的空间坐标的测量任务数据，其中，所述控制单元适合作为所述位置确定单元的一部分，作为耐用手持式现场装置或者作为所述测量单元的一部分。所述测量系统适合于捕获和/或接收所述测量环境的环境数据，所述环境数据以所述坐标系统为基准，并且特别地包括点云数据和/或图像数据。所述控制单元包括用于处理所述测量任务数据的处理器单元、用于存储所述测量任务数据和所述环境数据的数据存储单元、以及用于向所述用户显示所述测量任务数据的可视化的电子图形显示器。所述控制单元适合于在所述测量环境的三维表示中提供虚拟预排功能，在所述测量环境的三维表示中提供虚拟预排功能的过程中，所述控制单元适合于基于确定的所述移动测量单元或所述控制单元的位置或者基于用户命令来动态地限定虚拟相机的位置，并且在所述显示器上实时动态地可视化所述测量环境的所述三维表示的至少一部分。所述虚拟相机可移动通过所述三维表示，所述虚拟相机的所述移动取决于确定的所述移动测量单元或所述控制单元的移动或者取决于用户命令。所述三维表示至少包括所述测量任务数据的表示以及所述环境数据的表不。
[0015]特别地，还限定了所述虚拟相机的取向，其中，限定所述虚拟相机的位置和取向基于确定的所述移动测量单元或所述控制单元的位置或取向或者基于用户命令。
[0016]在所述测量系统的一个实施方式中，所述移动测量单元或所述控制单元包括特别地借助于GPS或TPS跟踪或者同时定位和映射算法来用于确定其相对于所述坐标系统的当前位置的装置，其中，所述虚拟相机在所述三维表示中的位置取决于所述移动测量单元或者所述控制单元分别相对于所述坐标系统的所述位置，或者所述可视化包括在所述三维表示中分别与所述移动测量单元或者所述控制单元分别相对于所述坐标系统的所述位置对应地可视化所述移动测量单元或者所述控制单元的所述位置的表示。
[0017]在所述测量系统的一个实施方式中，所述控制单元包括使得能够从外部数据存储装置接收所述环境数据的数据输入单元，所述数据输入单元尤其为USB端口、读卡器或者无线通信装置。
[0018]在另一实施方式中，所述