一种用于提升RTK基准站架设精度和效率的装置及方法与流程

本申请涉及通信技术领域，具体涉及一种用于提升rtk基准站架设精度和效率的装置及方法。

背景技术：

rtk(real-timekinematic，实时动态)载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标，这是一种能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法。但是基准站接收机作为一个“基准”，其定位精度要求极其精准，才能保证用户接收机实现厘米级定位精度。因此，在进行测量作业之时，基准站不论是否架设在已知点上，基准站接收机都必须与测点严格对中整平，以保证测量数据的准确度和精度。

然而，现有的基准站架设方式是把基准站接收机安装在通用三脚架上，作业人员根据自身经验调节脚架的高低进行对中整平。野外作业环境地势复杂，对中整平难度大、不便利、准确度低。因此，亟需新型的架设装置和方法。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种用于提升rtk基准站架设精度和效率的装置及方法，用以解决现有rtk基准站架设过程中存在的对中平整难度大、准确率低的问题。

为了实现上述任务，本申请采用以下技术方案：

一种用于提升rtk基准站架设精度和效率的装置，包括承载基座，所述承载基座包括固定基座，固定基座中设置有空腔，空腔中安装有活动环，活动环的内环中安装有活动基座，活动基座上设置有用于安装rtk基准站且高度能调节的安装接口，其中，所述活动环、活动基座能在所述空腔中、内环中旋转且能固定位置，且所述活动环的旋转轴线与活动基座的旋转轴线垂直。

进一步地，所述活动基座的底部设置有激光射线模块，激光射线模块发出的激光的轴向平行或重合于活动基座的轴向；所述活动基座的顶面上设置有调平校准装置。

进一步地，所述活动环的最大外径小于固定基座中空腔的最小内径，活动基座的最大外径小于活动环内环的最小内径。

进一步地，所述空腔为圆形腔体，所述活动环在空腔内的旋转轴线与空腔的中心线相交且垂直；所述活动环的内环为圆形结构，所述活动基座在内环中的旋转轴线与内环的中心线相交且垂直。

进一步地，所述固定基座的空腔内壁上对称且开设有一对第一轴孔，所述活动环的外环上同轴开设有一对分别装配在所述一对第一轴孔内的第一转轴；

所述活动环内环的内壁上对称且开设有一对第二轴孔，所述活动基座的外壁上同轴开设有一对分别装配在所述一对第二轴孔内的第二转轴。

进一步地，所述固定基座上设置有第一固定装置，第一固定装置包括开设在固定基座表面且与所述第一轴孔连通的第一紧固孔，第一紧固孔中装配有第一固定螺栓；

所述活动环上设置有第二固定装置，第二固定装置包括开设在活动环表面且与所述第二轴孔连通的第二紧固孔，第二紧固孔中装配有第二固定螺栓。

进一步地，所述安装接口与活动基座同轴设置，安装接口包括固定在活动基座表面的固定管，以及一端活动式装配在所述固定管内的活动管，其中活动管与固定管之间为螺纹配合，活动管空心且无顶面。

进一步地，所述活动基座底面上开设有凹腔，所述激光射线模块设置在凹腔中；所述激光射线模块包括激光二极管、控制激光二极管的控制开关，以及向所述激光二极管供电的电池仓。

进一步地，所述固定基座的底部分布有用于和三脚架连接的连接承台，连接承台上开设有安装孔。

进一步地，当调节所述活动环、活动基座旋转至固定基座、活动环、活动基座重合时，所述固定基座的上表面、活动环的上表面以及活动基座的上表面在同一平面。

一种用于提升rtk基准站架设精度和效率的方法，包括：

s1，将所述装置安装于三脚架上；

s2，调节活动环和活动基座，使固定基座的上表面、活动环的上表面以及活动基座的上表面基本保持在同一平面上；

s3，打开激光射线模块中的控制开关，在已知测点上方展开三脚架，调节三脚架至所述固定基座的上表面处于水平或大致水平状态；

s4，利用调平校准装置分别调节活动环和活动基座，以使活动基座的上表面被调至水平状态；

s5，移动并调节三脚架，使激光射线模块发出的激光对准测点，然后微调活动基座，确认整平对中后，分别固定活动环、活动基座的位置；

s6，将rtk基准站安装在安装接口上，调整安装接口，并测量、记录接收机的高度值，之后关闭控制开关，开始测量工作。

本申请具有以下技术特点：

1.本申请通过在设备正中心底部嵌入激光射线模块，在保证水平的前提下，激光对准测点即可确定对中，非常精准直观。

2.对于对中整平，传统的方法需要频繁调节三脚架来保证装置水平，效率低下，且难度大，准确度低。本申请只需首次展开三脚架时初步调节至大致水平，再由本装置实现微调，方便快速，并且由于激光射线模块和套环结构，有效降低了调节难度，而且调整的准确率高。

附图说明

图1为本申请装置的整体结构示意图；

图2为固定基座的结构示意图；

图3为活动环的结构示意图；

图4为活动基座部分的结构示意图；

图5为本申请装置的底部结构示意图。

图中标号说明：1固定基座，2活动环，3活动基座，4安装接口，41固定管，42活动管，5调平校准装置，6第一固定螺栓，7第二固定螺栓，8连接承台，9安装孔，10第一轴孔，11第二轴孔，12第一紧固孔，13第一转轴，14第二紧固孔，15第二转轴，16激光射线模块，17激光二极管，18电池仓，19控制开关，20仓盖。

具体实施方式

本申请的整体思路是，在现有三脚架结构的基础上，设计一种新的承载基座，以替换三脚架上原有的承载平台(三脚架顶部的平台)，利用承载基座上的调节机构，结合三脚架本身的特点，使得rtk基准站的架设过程高效且准确率高。

如图1至图5所示，本申请的一个实施例提供了一种用于提升rtk基准站架设精度和效率的装置，包括承载基座，所述承载基座包括固定基座1，固定基座1中设置有空腔，空腔中安装有活动环2，活动环2的内环中安装有活动基座3，活动基座3上设置有用于安装rtk基准站且高度能调节的安装接口4，其中，所述活动环2、活动基座3能在所述空腔中、内环中旋转且能固定位置，且所述活动环2的旋转轴线与活动基座3的旋转轴线垂直。

如图1和图2所示，本装置中固定基座1用于使本装置安装在三脚架上，其安装位置为三脚架顶部，替换三脚架原有的承载平台；为了提高适配性，本实施例中所述承载平台的外形为圆角的三角形结构，与承载平台的形状相仿；所述固定基座1的底部分布有用于和三脚架连接的连接承台8，连接承台8上开设有安装孔9，如图1、图2和图5所示，本实施例中连接承台8有三个，一一对应三脚架上的固定基板(三脚架顶部用以固定安装承载平台的构件)，并在其上开设有与固定基板上对应的安装孔9，通过紧固螺栓将本装置牢固地安装在三脚架上；连接承台8具有一定的高度，以给活动环2、活动基座3足够的活动调节空间。

所述承载基座内部有空腔，空腔的作用是安装活动环2，且为活动环2的旋转提供空间，使活动环2在旋转过程中不会碰触空腔的内壁。本实施例中的活动环2为圆环形结构，其内环中安装活动基座3，同样地，活动基座3在旋转过程中不会碰触内环的内壁，从而保证旋转和调节精度。为了达到这样的要求，所述活动环2的最大外径小于固定基座1中空腔的最小内径，活动基座3的最大外径小于活动环2内环的最小内径。

本申请为多层嵌套结构，活动环2嵌套在固定基座1内，而活动基座3嵌套在活动环2内。活动基座3用以通过安装接口4来安装rtk基准站，为了使调节更加方便，活动基座3需要有多个方向的调节自由度。为此，本申请中将活动环2和活动基座3均设置为可旋转调节式结构，本申请的一个实施例中，所述空腔为圆形腔体，所述活动环2在空腔内的旋转轴线与空腔的中心线(轴线)相交且垂直；所述活动环2的内环为圆形结构，所述活动基座3在内环中的旋转轴线与内环的中心线(轴线)相交且垂直。活动环2的旋转轴线与活动基座3的旋转轴线垂直，这样可以通过活动环2和活动基座3的旋转调节配合，使活动基座3实现球面范围内的调节，达到较高的调节精度，即便在地形环境复杂时，也能快速地调平活动基座3。

在一个实施例中，如图2和图3所示，为了实现活动环2和活动基座3的旋转调节，其中一种可选的结构为：所述固定基座1的空腔内壁上对称且开设有一对第一轴孔10，所述活动环2的外环上同轴开设有一对分别装配在所述一对第一轴孔10内的第一转轴13；所述一对第一轴孔10、一对第一转轴13同轴线设置，该轴线即为活动环2的旋转轴线。

所述活动环2内环的内壁上对称且开设有一对第二轴孔11，所述活动基座3的外壁上同轴开设有一对分别装配在所述一对第二轴孔11内的第二转轴15。所述一对第二轴孔11、一对第二转轴15同轴线设置，该轴线即为活动基座3的旋转轴线。

在利用活动环2、活动基座3的旋转结构对活动基座3调平之后，对活动环2、活动基座3进行位置的固定，即可安装rtk基准站并开始测量。本方案中，为了方便地固定活动环2和活动基座3，提供了一种固定机构，如图2、图3所示：

所述固定基座1上设置有第一固定装置，第一固定装置包括开设在固定基座1表面且与所述第一轴孔10连通的第一紧固孔12，第一紧固孔12中装配有第一固定螺栓6；所述活动环2上设置有第二固定装置，第二固定装置包括开设在活动环2表面且与所述第二轴孔11连通的第二紧固孔14，第二紧固孔14中装配有第二固定螺栓7。

以第一固定装置为例，当活动环2的位置调节好之后，旋转第一固定螺栓6，第一固定螺栓6在旋转过程中，不断向第一轴孔10方向运动，当其接触第一转轴13后，由于摩擦力的作用，使得第一转轴13被固定，从而使得活动环2被的位置被固定。活动基座3的固定过程类似，不再赘述。

如图4所示，本的实施例中，在活动基座3的上表面设置安装接口4，用以安装rtk基准站。所述安装接口4与活动基座3同轴设置，安装接口4包括固定在活动基座3表面的固定管41，以及一端活动式装配在所述固定管41内的活动管42，其中活动管42与固定管41之间为螺纹配合，活动管42空心且无顶面。该结构能很好地适配于rtk基准站上的连接螺管，在进行rtk基准站安装时，只需要将连接螺管插入到安装接口4上的活动管42中即可。活动管42外壁与固定管41内壁上有相互配合的螺纹结构，使得活动管42能通过旋转的方式进行升降，以调节rtk基准站的高度，从而能实现对rtk基准站的小幅高低调节，以设置基准站高度值取整，便于后续测量数据的计算与处理。

进一步地，为了便于对rtk基准站上的连接螺管进行固定，在所述活动管42上也设置有固定装置，该固定装置的结构与所述第一固定装置、第二固定装置相同，利用螺栓顶紧连接螺管以实现固定。

作为上述技术方案的进一步优化，为了在调节过程中实现对中平整，进一步提高调节精度，所述活动基座3的底部设置有激光射线模块16，激光射线模块16发出的激光的轴向平行或重合于活动基座3的轴向，即垂直于活动基座3的底面；所述活动基座3的顶面上设置有调平校准装置5，其中调平校准装置5可以为长条状水准泡或圆形水准泡，采用长条状水准泡时，至少需要两个，分别平行于活动环2、活动基座3的旋转轴线；采用圆形水准泡时，则可放置在两条旋转轴线划分的善行区域的中心位置，由此达到较好的校准调节效果。

如图5所示，所述活动基座3底面上开设有凹腔，所述激光射线模块16设置在凹腔中；所述激光射线模块16包括激光二极管17、控制激光二极管17的控制开关19，以及向所述激光二极管17供电的电池仓18；电池仓18中装有电池，并设置有可打开的仓盖20，以便于更换电池。

优选地，激光二极管17安装在活动基座3底面中心处，发出的激光垂直于活动基座3底面，激光由控制开关19进行控制，在使用时，使激光对准测点。

如图1所示，当调节所述活动环2、活动基座3旋转至固定基座1、活动环2、活动基座3重合时，所述固定基座1的上表面、活动环2的上表面以及活动基座3的上表面在同一平面。例如，可以使固定基座1、活动环2、活动基座3的厚度相同，且使活动环2的旋转轴线、活动基座3的旋转轴线经过所述厚度的中部，由此使得三者的上表面可调节至同一平面。

在上述技术方案的基础上，本申请进一步提供了一种用于提升rtk基准站架设精度和效率的方法，包括：

s1，将所述装置安装于三脚架上，替换三脚架原有的承载平台，即可开始rtk基准站的架设。

s2，调节活动环2和活动基座3，使固定基座1的上表面、活动环2的上表面以及活动基座3的上表面基本保持在同一平面上，以便于后续的调节。该步骤是一个大致调节过程，不需要太过于精准，只需要固定基座1、活动环2、活动基座3三者上表面基本在同一平面即可，三者之间允许有角度误差(例如误差可以在5°以内)，不影响后续调节过程。

s3，打开激光射线模块16中的控制开关19，在已知测点上方展开三脚架，调节三脚架至所述固定基座1的上表面处于水平或大致水平状态。控制开关19打开后，激光射出，此时打开三脚架，通过三脚架三个脚上的调节机构，结合调平校准装置5，使固定基座1调节至大致水平。这个过程也不需要太过于精准，调节三脚架的目的是进行初步调整，而后续再进行精确调平。

s4，利用调平校准装置5分别调节活动环2和活动基座3，以使活动基座3的上表面被调至水平状态，即将水准泡中的气泡调节至水准泡正中，此时活动基座3上表面水平，这是精确调节的过程。

s5，移动并调节三脚架，使激光射线模块16发出的激光对准测点，然后微调活动基座3，确认整平对中后，即水准泡的气泡位于正中，且激光射在测点上，分别利用第一固定装置、第二固定装置固定活动环2、活动基座3的位置。

s6，将rtk基准站安装在安装接口4上，即将rtk基准站的标配工具连接螺管插入到安装接口4中，调整安装接口4的高度，以便于rtk基准站高度值取整，从而方便后续的数据测量、计算；测量、记录接收机的高度值，之后关闭控制开关19，开始测量工作。

由于接收机离地面测点有一定距离，对中存在一定困难。对中方法因作业人员而异，受人为、环境因素影响较大，不够直观，因此精度、效率都不高。本装置和方法通过在设备正中心嵌入激光射线模块16，在保证水平的前提下，激光对准测点即可确定对中，非常精准直观。对于整平，传统的方法需要频繁调节三脚架来保证装置水平，效率低下。本装置和方法只需首次展开三脚架时初步调节至大致水平，再由本装置实现微调，经过实测，整个过程整个过程在两分钟内可以完成，方便快速。