专利名称：一种光学大地测量设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学大地测量设备，特别是一种能提供水平真向角度的光学大地测量设备。
背景技术：
目前，公知的光学大地测量设备包括经纬仪和全站仪，其中全站仪是在经纬仪基础上加载测距设备，其测角原理与经纬仪相同。无论是经纬仪还是全站仪，都是通过重力部件获得垂直真向角度，但不能提供水平真向角度(在地球坐标系中相对真北的水平角度)。 进行大地测量时，如果要获得目标的水平真向角度，需要借助罗盘或者差分GPS。使用罗盘时，需获知当地的磁偏角，才能获得水平真向角度，这种方法精度低，操作复杂；使用差分 GPS需要先测量两个点，通过实时或后处理差分获得两点间基线的距离和真向角度(包含水平真向角度)，然后使用现有光学大地测量设备(如全站仪或经纬仪+测距仪)测量这两个点，经计算得到水平真向角度，这种方法精度很高，但操作更加复杂。
发明内容
为了克服现有的光学大地测量设备不能提供水平真向角度的不足，本发明提供一种光学大地测量设备，该设备不仅具有全站仪的全部功能，而且能提供所测目标的水平真向角度，操作简单，角度精度与差分GPS方法测得的精度一致。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该测量设备由光学模块和定向模块两部分组成，定向模块由主机模块和校准模块组成，定向模块用于水平真向标定，为光学模块提供真向角度，所述的光学模块与主机模块物理连接。光学模块用以提供目标距离、目标相对零向的水平角度和相对重力方向垂直角度。所述的定向模块采用实时差分GPS体制，该模块分为校准模块和主机模块两个部分。使用时，校准模块作为实时差分GPS的基准站，主机模块作为移动站。所述的校准模块包括校准GPS天线和校准GPS接收机，用于接收GPS信号；发射电台，用于发射差分信号；校准天线外壳，校准天线外壳顶面正中设置标志物，用于光学设备瞄准。所述的主机模块包括主机GPS天线和主机GPS接收机，用于接收GPS信号；接收电台，用于接收校准模块发射的差分信号；FPGA差分解算板，用于实时解算差分数据；和主机天线外壳。所述的FPGA差分解算板将校准模块和主机模块间连线的距离和真向角度通过串口电缆送至光学模块的内存中存储。所述的光学模块的表面设有置向键，置向键用于控制设备读取光学模块内存中的水平真向角度信息，作为当前水平角度。所述的主机模块和校准模块的天线外壳为圆盘形。本发明的有益效果是，在公知全站仪的基础上，可直接获得所测目标的水平真向角度，免除了使用现有光学大地测量设备获得水平真向角度的复杂程序。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明的实施例正视图。图2是本发明的实施例侧视图。图3是本发明的实施例内部构造中1.主机GPS天线外壳，2.提手，3.连接件，4.光学镜头，5.显示屏，6. “置向” 按键，7.标志物，8.校准GPS天线外壳，9.发射天线，10.支撑杆，11.主机GPS天线，12. FPGA 差分解算板，13.接收电台，14.串口数据线，15.内存，16.发射电台，17.校准GPS天线。
具体实施例方式如附图1、图2和图3所示，主机GPS天线外壳1通过连接件3安装于提手2上，不用时可取下，光学镜头4和显示屏5与通用全站仪一致，置向键6类似于通用全站仪的“置零”按键；标志物为一锥形体，安装在校准GPS天线外壳8顶面正中，发射天线位于校准GPS 天线外壳8下方非中心位置，支撑杆10安装在校准GPS天线外壳8底面正中，不用时可旋下。校准GPS天线17接收GPS卫星信号，经处理后将差分GPS信号经发射电台16和发射天线9发射到空中；主机GPS天线11接收GPS卫星信号，接收电台13接收来自发射电台16的差分GPS信号，经FPGA差分解算板12计算，获得基线信息，即主机GPS天线11相位中心到校准GPS天线17相位中心的距离和真向角度，包括水平真向角度，并将水平真向角度通过串口数据线14写入内存15，当置向键6被触发时，主机读取内存15上的水平真向角度，置为当前光学镜头4的水平角度。光学大地测量设备的使用操作步骤首先应使主机模块和校准模块都能接收到GPS信号，将校准模块置于光学镜头4 可观测的尽量远处，使用光学镜头4中的十字叉丝瞄准标志物7，按下置向键6，液晶屏5即可显示当前水平角度，此时便完成了设备的初始化，之后就可开始大地测量工作。校准模块与主机模块相距越远，真向精度越高。一般情况下，两模块距离R米，真向精度为0.2° /R0例如两模块相距100米，则真向精度为0.002°。
权利要求
1.一种光学大地测量设备，其特征在于该测量设备由光学模块和定向模块两部分组成，定向模块由主机模块和校准模块组成，定向模块用于水平真向标定，为光学模块提供真向角度，所述的光学模块与主机模块物理连接。
2.根据权利要求1所述的光学大地测量设备，其特征是所述的校准模块包括 校准GPS天线和校准GPS接收机，用于接收GPS信号；发射电台，用于发射差分信号；校准天线外壳，校准天线外壳顶面正中设置标志物，用于光学设备瞄准。
3.根据权利要求2所述的光学大地测量设备，其特征是所述的主机模块包括 主机GPS天线和主机GPS接收机，用于接收GPS信号；接收电台，用于接收校准模块发射的差分信号； FPGA差分解算板，用于实时解算差分数据； 和主机天线外壳。
4.根据权利要求3所述的光学大地测量设备，其特征是所述的FPGA差分解算板将校准模块和主机模块间连线的距离和真向角度通过串口电缆送至光学模块的内存中存储。
5.根据权利要求4所述的光学大地测量设备，其特征是所述的光学模块的表面设有置向键，置向键用于控制设备读取光学模块内存中的水平真向角度信息，作为当前水平角度。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的光学大地测量设备，其特征是所述的主机模块和校准模块的天线外壳为圆盘形。
全文摘要
本发明涉及一种光学大地测量设备，特别是一种能提供水平真向角度的光学大地测量设备。该测量设备由光学模块和定向模块两部分组成，定向模块由主机模块和校准模块组成，定向模块用于水平真向标定，为光学模块提供真向角度，所述的光学模块与主机模块物理连接。其中光学模块功能与公知的全站仪相同，定向模块采用实时差分GPS体制，包含校准模块和主机模块两个部分。主机模块作为实时差分GPS的移动站，安装在光学模块上，校准模块作为实时差分GPS的基准站。差分完成后，水平真向角度写入内存。当光学镜头瞄准校准模块的标志物时，触发“置向”按键，设备将获得校准模块相对于主机模块的水平真向角度，作为本发明的水平方向基准。
文档编号G01C1/00GK102401644SQ20101028180
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月15日 优先权日2010年9月15日
发明者刘建平, 刘雨蒙, 吴文洲, 才长帅, 李学良, 王晓莉, 石海天, 陈京平, 高其嘉 申请人:中国人民解放军空军装备研究院雷达与电子对抗研究所