专利名称：测算数据的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明属于测绘领域，涉及一种测算数据的方法和系统。
背景技术：
在野外测量时大多使用全站仪、经纬仪或超站仪(智能测量机器人)等仪器，或使用GPS定位技术测算数据。全站仪、经纬仪或超站仪等仪器，在使用上普遍存在设站多，误差传递大的缺点，这些仪器须以两已知点定向为前提向前推算未知点数据，但实际工作环境中两已知点的位置距离、架设站效果、通视环境等大多不理想，外加两固定已知点大多经长时间放置、一般都没有必要的隔离网等保护设施，岩土松动或人为因素所引起的位移很难避免，进而影响测量精度。另外，虽然GPS定位技术很成熟，但针对某些特殊环境下RTK却很不方便或难以使用，例如山顶、山谷、断崖、塔顶等不规则高大物体的外檐及顶部，使用GPS尽管能很好接受卫星信号，但工作人员实际操作起来很不方便并且带有很大的不安全性。现在外业测量时，经常全站仪和GPS两台仪器配合使用。首先用GPS在合适的位置定位两固定点，求出两点的坐标，然后把全站仪架设在其中一固定点上，输入该点坐标，用另一点做后视点定向，两点定向后再进行所要求的测算数据和放样等工作，但是，两种仪器配合使用也有很大不足仪器操作时费时费力，传导和计算数据量大，误差累加无法避免，计算方法繁琐容易出错，需要多人配合，仪器携带不方便，工作效率低等。发明内容
为了弥补现有技术中测算数据的不足，克服两点定向方法的局限性。本发明实施例提供了一种测算数据的方法和系统，以提高测算数据及定位导航时的效率。所述技术方案如下
一种测算数据的方法，所述方法包括
在GPS接收机的定位中心点处嵌入光纤陀螺寻北仪，在所述定位中心点处固定红外线测距装置，并在所述定位中心点外围位置设置俯仰角光栅电子测角元件；
根据所述GPS接收机采集到定位中心点的坐标信息，根据所述红外线测距装置测得所述定位中心点与待测点的距离，所述定位中心点的坐标信息包括平面坐标和高程；
根据所述光纤陀螺寻北仪测得所在轴方向与真北方向的真方位角和预设的关系，得到定位中心点到待测点之间的坐标方位角；
根据所述定位中心点的坐标信息中的平面坐标、所述定位中心点与待测点的距离及所述坐标方位角，计算出所述待测点的平面坐标；
根据俯仰角光栅电子测角元件测得定位中心点与待测点的俯仰角，并根据所述定位中心点的坐标信息中的高程、所述定位中心点与待测点的距离及所述俯仰角，计算出所述待测点的高程。作为上述实施方式的优选，所述根据预设的所述真方位角与坐标方位角之间的关系得到坐标方位角，具体包括
所述坐标方位角为QT = ,其中，I为所述光纤陀螺寻北仪测得所在轴方向与真北方向的真方位角，所述7表示经差的奇函数，为已知值。作为上述实施方式的优选，所述根据所述定位中心点的坐标信息中的平面坐标、所述定位中心点与待测点的距离及所述坐标方位角，计算出所述待测点的平面坐标，具体包括
权利要求
1.一种测算数据的方法，其特征在于，所述方法包括 在GPS接收机的定位中心点处嵌入光纤陀螺寻北仪，在所述定位中心点处固定红外线测距装置，并在所述定位中心点外围位置设置俯仰角光栅电子测角元件； 根据所述GPS接收机采集到定位中心点的坐标信息，根据所述红外线测距装置测得所述定位中心点与待测点的距离，所述定位中心点的坐标信息包括平面坐标和高程； 根据所述光纤陀螺寻北仪测得所在轴方向与真北方向的真方位角和预设的关系，得到定位中心点到待测点之间的坐标方位角； 根据所述定位中心点的坐标信息中的平面坐标、所述定位中心点与待测点的距离及所述坐标方位角，计算出所述待测点的平面坐标； 根据俯仰角光栅电子测角元件测得定位中心点与待测点的俯仰角，并根据所述定位中心点的坐标信息中的高程、所述定位中心点与待测点的距离及所述俯仰角，计算出所述待测点的高程。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述根据预设的所述真方位角与坐标方位角之间的关系得到坐标方位角具体包括 所述坐标方位角为i/ = 其中，J'为所述光纤陀螺寻北仪测得所在轴方向与真北方向的真方位角，所述^表示经差的奇函数，为已知值。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述根据所述定位中心点的坐标信息中的平面坐标、所述定位中心点与待测点的距离及所述坐标方位角，计算出所述待测点的平面坐标，具体包括 待测点的平面坐标、为.，
4.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述根据所述定位中心点的坐标信息中的高程、所述定位中心点与待测点的距离及所述俯仰角，计算出所述待测点的高程，具体包括 待测点的高程4为
5.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述I是经差的奇函数，在X轴为对称轴，东侧为正，西侧为负，且7角在赤道为0，在两极等于经差1，其余点上均小于经差I。
6.如权利要求I所述的方法，其特征在于，当所述真方位角的精度在2"时，待测点的坐标在IOOm范围内的精度小于Icm ;当所述真方位角的精度在5"时，待测点的坐标在100 m范围内的精度小于2. 4cm。
7.一种测算数据的系统，其特征在于，所述系统包括 GPS接收机，用于采集定位中心点的坐标信息，所述定位中心点的坐标信息包括平面坐标和闻程； 所述GPS接收机的定位中心点处嵌入一光纤陀螺寻北仪，用于测量所述光纤陀螺寻北仪所在轴方向与真北方向的真方位角； 所述GPS接收机的定位中心点处固定一红外线测距装置，且所述红外线测距装置的红外线光束发射轴线方向与所述光纤陀螺寻北仪的寻北轴线方向是同一方向，所述红外线测距装置用于测量所述定位中心点与待测点之间的距离； 所述GPS接收机的定位中心点外围位置设置一俯仰角光栅电子测角元件，用于测量定位中心点与待测点的俯仰角； 所述GPS接收机、所述光纤陀螺寻北仪、所述红外线测距装置与所述俯仰角光栅电子测角元件都由数据线连接至数据处理系统，所述数据处理系统用于根据所述定位中心点的坐标信息、所述定位中心点与待测点的距离、所述真方位角、经差的奇函数及所述定位中心点与待测点的俯仰角，计算出待测点的坐标信息。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述数据处理系统包括计算平面坐标单元和计算高程单元； 所述计算平面坐标单元，用于根据所述定位中心点的坐标信息中的平面坐标、所述定位中心点与待测点的距离、所述真方位角及经差的奇函数，计算出所述待测点的平面坐标； 所述计算高程单元，用于根据所述定位中心点的坐标信息中的高程、所述定位中心点与待测点的距离及所述俯仰角，计算出所述待测点的高程。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述计算平面坐标单元，具体用于根据所述真方位角及经差的奇函数得到定位中心点到待测点之间的坐标方位角，并根据所述定位中心点的坐标信息中的平面坐标、所述定位中心点与待测点的距离、所述定位中心点到待测点之间的坐标方位角，计算出所述待测点的平面坐标。
10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括显示器，所述显示器连接所述GPS接收机、所述光纤陀螺寻北仪、所述红外线测距装置、所述俯仰角光栅电子测角元件和所述数据处理系统。
全文摘要
本发明公开了一种测算数据的方法和系统，属于测绘领域。所述方法包括在GPS接收机的定位中心点处嵌入光纤陀螺寻北仪，在所述定位中心点处固定红外线测距装置，并在所述定位中心点外围位置设置俯仰角光栅电子测角元件，并根据这些装置采集或测量得到的数据进行运算后得到待测点的坐标。本发明对两点定向计算方法新突破，由传统的两已知点定向后推算未知点数据，变为由一个已知点数据通过相应辅助角直接推算未知点。这是一种理论革新；无需设站，避免仪器利用已知点整平、对中等因素所带来的无法避免的传统误差，且弥补了全站仪和GPS接收机本身的不足的，避免了对控制点的依赖。
文档编号G01C1/00GK102620710SQ20121011391
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月18日 优先权日2012年4月18日
发明者赵广超 申请人:赵广超