本申请涉及测绘领域，具体而言，涉及一种测量高度或深度的测量系统。
背景技术：
传统测量高、测深的原理是通过发射器发射特定的电磁信号(微波、激光、超声波等)照射到地物(目标物)，然后根据接收器接收反射回来的电磁波所需的时间来算出高度或深度。
由于测量仪器一般安装于航空器或者舰艇上，受运动过程中气流、洋流的影响，航空器(舰艇)姿态发生改变，无法保证将电磁信号垂直地发射到地物(目标物)上，即电磁信号的发射方向与地球重力加速度g方向存在一定的夹角。传统测量方法是后期通过数学方法进行修正，最后获得的是一个近似解。该方法的测量精度主要取决于后期的修正。
进行测高测深任务时，航空器或者舰艇到达测试区域上方，正常情况下，航空器或者舰艇在航行过程中姿态为水平状态，这时测距装置发射出的电磁信号方向与地球重力加速度g方向同向。但受运动过程中气流、洋流的影响，航空器(舰艇)姿态发生改变，测距装置的姿态随即发生改变。这样的测量方法不仅计算量大，而且很容易在计算的过程中出错，从影响对于高深的精确测量。此时测量装置不能将直接垂直的发射并接收信号。
针对上述测量高度和深度的测量装置后期计算精度不精确，不能将电磁信号垂直发射到目标物的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
本实用新型实施例提供了一种测量高度或深度的测量系统，以至少解决测量高度和深度的测量装置后期计算精度不精确，不能将电磁信号垂直发射到目标物的技术问题。
根据本实用新型实施例，提供了一种测量高度或深度的测量系统，包括平台台体、基座、外框架、内框架以及测距装置。基座设置于平台台体上，外框架设置于基座上，内框架设置于外框架上，并且测距装置固定于内框架上。测距装置配置用于通过发射能量以及接收反射的能量来测量距离。基座配置为能够围绕第一转轴旋转，外框架配置为能够围绕第二转轴旋转，内框架配置为能够围绕第三转轴旋转。其中第一转轴、第二转轴和第三转轴相互垂直。并且，第一转轴上设置有用于驱动基座旋转的第一电机以及与第一电机的伺服控制器通信连接的第一陀螺仪，第二转轴上设置有用于驱动外框架旋转的第二电机以及与第二电机的伺服控制器通信连接的第二陀螺仪，以及第三转轴上设置有用于驱动内框架旋转的第三电机以及与第三电机的伺服控制器通信连接的第三陀螺仪。
可选地，平台台体上设置有固定第一转轴的轴承，基座上设置有固定第二转轴的轴承并且外框架上设置有固定第三转轴的轴承。
可选地，测量系统还包括安装板，其中，测距装置与安装板连接固定，安装板固定于内框架上。
可选地，平台台体用于固定于航空器或者舰艇上。
可选地，测距装置为微波测距装置、激光测距装置、超声波测距装置中的任意一种。
可选地，测距装置包括用于发射能量的发射器、用于接收能量的接收器、计时装置以及处理器。其中，计时装置分别与发射器和接收器通信连接，处理器与计时装置通信连接。
可选地，外框架和内框架为矩形框架。
可选地，安装板为矩形板。
可选地，安装板上设置有孔，所述孔配置用于固定测距装置。
可选地，陀螺仪为光纤陀螺仪和激光陀螺仪中的一种。
在本实用新型实施例中，通过在测距装置的外部设置了能够矫正测距装置姿态的转轴、电机、陀螺仪等一些列装置，达到了使测距装置发出的电磁波信号能够垂直于地面，从而减小测量误差的目的，从而实现了精确测量高深的技术效果，进而解决了测量高度和深度的测量装置后期计算精度不精确，不能将电磁信号垂直发射到目标物的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本公开实施例所述的测量高度或深度的测量系统的结构图；以及
图2是根据本公开实施例所述的测距装置的结构图。
附图标记
1、平台台体；2、基座；3、外框架；4、内框架；5A、第一电机；5B、第二电机；5C、第三电机；6、安装板；7、测距装置；71、发射器；72、接收器；73、计时装置；74、处理器；
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
实施例
本实用新型的附图1为根据本公开具体实施方式的测量高度和深度的测量系统的结构图。
结合本实用新型的附图1，本实用新型提供了一种测量高度或深度的测量系统。测量系统包括平台台体1、基座2、外框架3、内框架4以及测距装置7。基座2设置于平台台体1上，外框架3设置于基座2上，内框架4设置于外框架3上，并且测距装置7固定于内框架4上。测距装置7 配置用于通过发射能量以及接收反射的能量来测量距离。基座2配置为能够围绕第一转轴旋转，外框架3配置为能够围绕第二转轴旋转，内框架4 配置为能够围绕第三转轴旋转，其中第一转轴、第二转轴和第三转轴相互垂直。并且，第一转轴上设置有用于驱动基座2旋转的第一电机5A以及与第一电机5A的伺服控制器通信连接的第一陀螺仪。第二转轴上设置有用于驱动外框架3旋转的第二电机5B以及与第二电机5B的伺服控制器通信连接的第二陀螺仪。以及第三转轴上设置有用于驱动内框架4旋转的第三电机5C以及与第三电机5C的伺服控制器通信连接的第三陀螺仪。
具体地，在高空中的飞行物或者是深海中舰艇其运行状态总是不能处于一个稳定的姿态。这样的情况下，由于测距装置7是跟随飞行物或者是舰艇一起运动，必然不能保证测距装置7发射的能量能够随时以垂直的角度发射向目标物。为了解决这个问题，本实用新型在现有的测量系统的基础上增加了调整所述测距装置7的姿态的调整机构。其中，调整机构包括基座2、外框架3以及内框架4。并且基座2、外框架3以及内框架4能够分别围绕互相垂直的第一转轴、第二转轴以及第三转轴旋转。此外，本实施例在第一转轴上设置有第一电机5A，在第二转轴上设置有第二电机5B，在第三转轴上设置有第三电机5C。并且在第一转轴、第二转轴和第三转轴上分别设置有第一陀螺仪、第二陀螺仪和第三陀螺仪(图中未示出)。其中，第一陀螺仪与第一电机5A通信连接，第二陀螺仪与第二电机5B 通信连接，并且第三陀螺仪与第三电机5C通信连接。从而，各个陀螺仪测量到上述各个转轴变化的姿态角或者角速率，并经过对应的伺服控制器反馈给相应的电机，从而与陀螺仪连接的各个伺服控制器在收到陀螺仪的信号之后可以分别控制第一电机5A、第二电机5B以及第三电机5C产生补偿力矩对干扰力矩进行补偿，从而使测距装置7保持水平稳定，使得测距装置7能够垂直于目标物射出电磁信号并接受电磁信号判断高度或者深度。
通过在测距装置7的外部设置了能够矫正测距装置姿态的转轴、电机、陀螺仪等一些列装置，达到了使测距装置7发出的电磁波信号能够垂直于地面，从而减小测量误差的目的，从而实现了精确测量高深的技术效果，进而解决了测量高度和深度的测量装置后期计算精度不精确，不能将电磁信号垂直发射到目标物的技术问题。与传统测量通过后期数学修正的方法相比，该测高测深系统通过惯性稳定平台保证将电磁信号垂直地发射到地物(目标物)，获得直接解，具有测量精度高等优点。
可选地，尽管图1中未示出，平台台体1上设置有固定第一转轴的轴承，基座2上设置有固定第二转轴的轴承并且外框架3上设置有固定第三转轴的轴承。从而，基座2可以相对于平台台体1旋转，外框架3可以相对于基座2旋转，内框架4可以相对于外框架3旋转。使得测量系统的配置更加合理，结构简单紧凑。
可选地，测量系统还包括安装板6。测距装置7螺栓与安装板6连接固定，安装板6设置于内框架4上。具体地，将测距装置7安装在安装板 6上，从而有利于将测距装置7固定于内框架4上。
可选地，所述平台台体1固定于航空器或者舰艇上。
具体地，进行测高测深任务时，将所述平台台体1固定于航空器或者舰艇上。这样就可以利用航空器或者舰艇到达测试区域上方，这样测距装置7就可以到达指定位置进行测量任务。此外，由于平台台体1固定于航空器或者舰艇上，从而测量系统也固定于航空器或者舰艇上。因此，测量系统的多个陀螺仪以及电机可用于补偿由于航空器或者舰艇的不稳定状态导致的干扰力矩，从而测量系统即便是固定于航空器或者舰艇上也能够稳定而精确地进行高度测量。
可选地，测距装置7为微波测距装置、激光测距装置、超声波测距装置中的任意一种。
结合本实用新型的附图2所示，可选地，测距装置7包括用于发射能量的发射器71、用于接收能量的接收器72、计时装置73以及处理器7。计时装置73分别与发射器71和接收器72通信连接，从而配置用于记录发射和接收激光信号的时间差。处理器74与计时装置73通信连接，配置用于利用计时装置73记录的时间差计算高度或者深度。
具体地，测距装置7中发射器71发射特定的电磁信号(微波、激光、超声波等)照射到地物(目标物)后，电磁波发生反射被测距装置7中的接收器72接收。这一过程的时间被计时装置73记录后发送到处理器74，由处理器74分析处理后得出所测高度或深度。
可选地，外框架3为矩形框架。也可以是其它合适的结构。
可选地，内框架4为矩形框架。也可以是其它合适的结构。
可选地，安装板6为矩形板。也可以是其它合适的结构。
可选地，安装板6上设置有孔，孔配置用于固定所述测距装置7。
可选地，陀螺仪为光纤陀螺仪和激光陀螺仪中的一种。
在本实用新型实施例中，通过在测距装置的外部设置了能够矫正测距装置姿态的转轴、电机、陀螺仪等一些列装置，达到了使测距装置发出的电磁波信号能够垂直于地面，从而减小测量误差的目的，从而实现了精确测量高深的技术效果，进而解决了测量高度和深度的测量装置后期计算精度不精确，不能将电磁信号垂直发射到目标物的技术问题。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
此外，上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。