专利名称：林冠山地多级精度自动定位技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种森林定位技术，特别是一种林冠山地多级精度自动定位技术。
二背景技术：
全球卫星定位系统(GPS)作为现代高新技术已在林业、农业、测绘、地质、矿业、石 油、土建等行业得到广泛应用，由于GPS技术具有实时、动态、自动、全天候确定空间三维 位置及运行速率的功能，因而在森林资源调査监测、导航、定位、地图数据更新、森林面积 精准监测、飞播造林、森林病虫害监测、林火监测、林界划分、资源管理等方面需要空间定 位技术进行林界定位、林权划分、森林认证、林中定位实验、样点复位和遥感数据与地面调 查相对应等工作。
我国林地多处山区，由于山地地形、林冠、树干等干扰因子的影响，使GPS在森林中的 定位研究受到很大的局限性定位时间延长、定位精度降低，定位结果可信度差，某些情况 下由于林区的遮蔽性和某些小峡谷地带的狭隘天空不能保证有4颗以上的卫星，从而形成 DGPS系统失灵的盲区空间定位，传统上采用增高GPS天线或使用手持机的方式解决以上问 题，以上的各种方法均存在着其缺点-
① 采用将GPS天线举高，使其高于树冠定位，但是在某些原始森林，树高超过100m， 这种方法具有很大的局限性；
② 手持式GPS接收机只能进行单点定位，其实时定位精度为土100m，远远低于林业资源 调查管理和环境监测的必要精度土lm左右的水平，不具备将这些手持式GPS接收机改造为 差分GPS接收机的条件，当有树冠影响时，手持式GPS接收机精度进一步降低，时间延长。
因此，由于森林的广阔性，林分结构的复杂性，迫切需要多级精度、多级分辨率的定位 技术应用于森林定位。
三
发明内容
为了克服现有技术在森林定位过程中不可避免地带来的很多麻烦与误差，本发明的目的 是提供一种林冠山地多级精度自动定位技术。 i
本发明的目的是这样实现的
1. 在山区、丘陵区和林冠遮挡条件下，使用GPS无法实施林中定位时，利用DGPS (差 分全球定位系统)在开阔地带、林区路旁测量基准站坐标或利用已知点坐标，采用罗盘仪、 全站仪在郁闭林分内进行导线定位。
2. 罗盘仪导线定位方法如下首先，在导线两端的基准点安置DGPS，测得基准点坐标;
然后，由罗盘仪测得基准点到目标点的距离、方位角、倾角、磁偏角，按无定向导线方式由 PDA自动计算林中各目标点的坐标。
3.全站仪导线定位方法如下首先，在导线两端的基准点安置DGPS，测得基准点坐标; 然后，由全站仪测得基准点到目标点的距离、天顶距、水平角、倾斜角，按无定向导线方式 由PDA自动计算林中目标点的坐标。
本项发明具有以下优点
① 以DGPS为基础，采用罗盘仪和全站仪无定向导线作业方式，实现空间定位与陆地观 测定位的优势互补、缺点互抵、资源共享，解决不能保证有4颗以上的卫星的盲区空间定位问题。
② 通过PDA编程计算，实现数据的实时存储和自动化处理。
四
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图l为无定向导线示意图。
五具体实施例方式
林冠山地多级精度自动定位技术与现有定位技术不同，具体是
(1) 在DGPS系统失灵的盲区，选择开阔地带、林区路旁使用DGPS测量基准点坐标， 如图1所示，在开阔地段选取A、 B两点建立定位基准站，采用DGPS测量定位，获取坐标。 当采用罗盘仪测量时，首先，在A点安置罗盘仪，用视距测量观测A1边长，用罗盘仪测量 Al边磁方位角；然后，移动仪器至1点，返测1与A间距离，观测12边边长和12边磁方
位角；重复以上过程直到B点。由数模^^，eM(，+A)求得L 2两点的坐标差，其
~12 = &《2 + A)
中g为l、 2边磁方位角平均值，A为该地区磁偏角，《2为1、 2边的边长平均值。由A点
的已知坐标，加上坐标差，得每个目标点的坐标，完成林冠山地条件下的目标点定位，以上 工作由PDA编程，自动记录，自动计算完成。
(2) 当采用全站仪测量时，如图1所示，首先，在1点安置全站仪瞄准A点，记录方 向角HA， Al边长D1;瞄准2点，记录方向角H2、 12边长D2;计算水平角e i二H2—HA， 然后移站到2点，瞄准1点记录方向角H!，瞄准3点，依次移站推到终点，求得各边长D卜
D2、…Dnw及A，A，…A。可假设Al边坐标方位角= 0， A点坐标义/=0，求得终
<formula>formula see original document page 5</formula>进而求得各边真方位角再依
a, 、 Z),求得各边A x,和A ;;,，由A点已知坐标，求得林冠山地条件下的目标点坐标，完成定 位工作。以上整个过程为PDA与全站仪数据接口自动通讯、记录，自动处理。
权利要求
1.一种林冠山地多极精度定位方法，其特征是在山区、丘陵区和林冠遮挡条件下，使用GPS无法实施林中定位时，利用DGPS(差分全球定位系统)在开阔地带、林区路旁测量基准站坐标或利用已知点坐标，采用罗盘仪、全站仪在郁闭林分内进行导线定位。
2. 根据权利要求1所述的林冠山地多极精度定位方法，其特征是其中罗盘仪导线定位 方法如下首先，在导线两端的基准点安置DGPS，测得基准点坐标；然后，由罗盘仪测得基准点到目标点的距离、方位角、倾角、磁偏角，按无定向导线方式由PDA自动计算林中各目标点的坐标。
3. 根据权利要求l所述的林冠山地多极精度定位方法，其特征是其中全站仪导线定位 方法如下首先，在导线两端的基准点安置DGPS，测得基准点坐标；然后，由全站仪测得基准点到目标点的距离、天顶距、水平角、倾斜角，按无定向导线方式由PDA自动计算林中目标点的坐标。
全文摘要
本发明公开了一种林冠山地多级精度自动定位技术。该发明是在林分郁闭条件下，由于林冠的郁闭和地形的影响，使得DGPS所收到的卫星信号受到干扰，数据传输电台信号失灵，从而限制了DGPS在山区、丘陵区和林冠下的应用，此定位技术利用罗盘仪和全站仪无定向导线辅助定位，即在郁闭林分之外，选取开阔地段，用DGPS测量定位基准站，以此为基础，在郁闭林分内选取测点，用罗盘仪和全站仪无定向导线定位，根据基准站DGPS定位结果，通过PDA编程设计，自动推算各测点的定位结果，实现DGPS系统失灵的盲区空间定位。
文档编号G01S5/02GK101169476SQ20071018833
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月20日 优先权日2007年11月20日
发明者冯仲科, 张彦林, 梁长秀, 臧淑英 申请人:哈尔滨师范大学;冯仲科