，所述测绘方法包括：
[0059] S301，所述传感器，测量所述对中杆的姿态角；
[0060] S302,所述补偿模块，连接关联的测绘模块，根据所述姿态角生成测绘补偿坐标， 并向连接的测绘模块发送所述测绘补偿坐标；
[0061] S303,所述测绘模块，接收所述测绘一体机补偿装置发送的所述测绘补偿坐标，并 接收所述测绘一体机发送的定位坐标，根据所述测绘补偿坐标和所述定位坐标，生成所述 测绘坐标；
[0062] S304,显示模块，显示所述测绘坐标。
[0063] 在本施例中，测绘模块根据所述测绘补偿坐标和所述定位坐标，生成所述测绘坐 标，使得测绘一体机实现真正意义上的点到即完成地理位置的测量。
[0064] 实施例四
[0065] 图4是本发明实施例提供的利用没有倾斜测量的测绘一体机测绘的情景示意图， 详述如下：
[0066] 利用没有倾斜测量的测绘一体机测绘时，要求测绘人员根据对中杆的物理气泡调 整测绘对中杆竖直，此时测绘一体机测得的A点，如图4所示，水平坐标与被测点B点相同， 满足测绘要求。
[0067] 如果对中杆没有竖直放置，此时测绘一体机测得的位置坐标为A'点，其水平面投 影为B'点，并不是被测点B。
[0068] 此时需要利用测绘一体机补偿装置，精确测量倾斜测量时刻对中杆的倾斜角度Θ 和倾斜方向Φ，并结合被测点A'的位置及对中杆的长度计算补偿得到被测点B的坐标。
[0069] 实施例五
[0070] 图5是本发明实施例提供的测绘一体机补偿装置的应用方式示意图，详述如下：
[0071] 传统测绘一体机通过与本发明的测绘一体机补偿装置一同使用，使传统测绘一体 机具备倾角测量与补偿功能，提升测绘一体机的性能与使用感受。
[0072] 传统测绘一体机为不具备倾斜测量补偿功能的测绘一体机。
[0073] 使用方式为，将本装置固定安装在测绘一体机对中杆上，并通过无线的数字通信 方式对本装置进行相应的设置，使其完成倾角测量与补偿的功能。
[0074] 实施例六
[0075] 图6是本发明实施例提供的测绘一体机补偿装置快速测量的原理图，详述如下：
[0076] 在模块的硬件实现上，系统由电池、电源管理电路、惯性传感器、磁传感器、处理 器、接口芯片、接口连接器及无线通信模块等部分组成。处理器根据采集到的传感器原始数 据，包括3轴陀螺输出的3轴角速率、3轴加速度传感器输出的3轴加速度、3轴磁传感器输 出的3轴磁强信息，经过信号采集接口中的软件算法计算得到姿态角，姿态角包括俯仰角、 滚转角和航向角，结合输入的定位信息和对中杆长度信息，经由模块的倾斜补偿算法处理 得到被测点的准确位置。
[0077] 软件算法包括模态识别算法，惯性计算与滤波算法、倾斜补偿算法。
[0078] 软件算法运行于MCU处理器中，通过用户接口与通信模块，连接无线通讯模块。
[0079] 根据姿态角显示水平气泡。
[0080] 机械结构上，本发明具有独立的外壳，并通过螺丝紧固的方式，固定安装在测绘一 体机对中杆上。
[0081] 本发明通过将传感器安放于测绘对中杆中部，或者安放于除对中杆头外的对中杆 上其它位置，实现了测绘人员手部晃动造成角度测量误差的大幅减小，最终实现了"点到即 测"。
[0082] 实施例七
[0083] 图7是本发明实施例的测绘一体机补偿装置的较佳系统框图，详述如下：
[0084] 在模块的硬件实现上，测绘一体机补偿装置包括电池、电池芯片、倾斜测量与补偿 电路及通信模块等部分组成。
[0085] 根据姿态角显示水平气泡。
[0086] 由于测绘一体机补偿装置中的传感器，固定安装位置应该安放于对中杆中部（包 括下部），此时测量的公式可以表示为：
[0087] a = g0 · cos (a) + ? -V t
[0088] 其中，a代表用于倾斜测量的加速度计测量输出；g(l代表当地重力加速度；α为倾 斜角度； ?为手部晃动引起的对中杆摇晃角加速度；L代表传感器与对中杆底部的距离；
[0089] 可见，由于手部晃动引起的误差变为&· Lf，由于l'《L，所以手部晃动引起的测 量误差被大幅的减小。由此带了的直接使用便利为，测绘人员在倾斜测量时刻无须保持太 长时间，在1~2s内完成测点，相对于需要3~5s时间的传统测绘一体机，实现点到即测。
[0090] 实施例八
[0091] 图8是本发明实施例的测绘一体机补偿装置应用模式较佳的样例图，详述如下：
[0092] 测绘一体机补偿装置有两种应用模式，详述如下：
[0093] A模式为，测绘一体机补偿装置通过无线通讯方式，接受测绘一体机的位置测量信 息，结合自身测量得到的对中杆姿态角信息，对中杆杆长信息，通过手动设置得到，通过内 部软件集成的位置补偿算法，直接输出对中杆底部被测点位置信息，该被测点位置通过无 线通讯方式发送测绘模块。
[0094] B模式为，测绘一体机补偿装置不与测绘一体机进行通讯，在工作过程中，测绘一 体机补偿装置的通过自身传感器测量得到对中杆的姿态角，并结合对中杆长度信息，直接 输出对中杆姿态角、补偿坐标，并将补偿坐标通过无线通讯方式发送测绘模块。测绘模块根 据得到的测绘一体机提供的定位坐标及上艺术品补偿坐标、补偿修正后，得到对中杆底部 被测点的测绘坐标。
[0095] 输入信息为对中杆的杆长L，对中杆的姿态角θ γ Φ，分别对应俯仰角、滚转角 和航向角，测绘一体机内接收机的定位坐标XA, YA, Za,，由此补偿得到对中杆底部被测绘 坐标Xb Yb Zb)。其计算公式，如下：
【主权项】
1. 一种测绘一体机补偿装置，外接测绘一体机，所述测绘一体机包括对中杆，接收卫星 信号并完成定位及相应功能的本体，其特征在于，所述测绘一体机补偿装置，包括： 在所述对中杆上，测量所述对中杆的姿态角的传感器； 连接所述测绘一体机，根据所述姿态角生成测绘补偿坐标，并向所述测绘一体机发送 所述测绘补偿坐标，或者， 连接关联的测绘模块，根据所述姿态角生成测绘补偿坐标，并向所述测绘模块发送所 述测绘补偿坐标的补偿模块，或者， 连接关联的测绘模块，根据所述姿态角指示测绘人员进行对中测量，完成电子气泡功 能的补偿模块。
2. 如权利要求1所述的测绘一体机补偿装置，其特征在于，所述传感器包含加速度传 感器、陀螺仪及地磁传感器中的至少一种。
3.如权利要求1所述的测绘一体机补偿装置，其特征在于，所述传感器固定在所述对 中杆的中部，或者，所述传感器固定在所述对中杆的上方，或者，所述传感器固定在所述对 中杆的下方。
4.如权利要求1所述的测绘一体机补偿装置，其特征在于，所述根据所述姿态角指示 测绘人员进行对中测量，完成电子气泡功能，具体为： 输出姿态角，并根据所述姿态角，在测绘显示装置上模拟生成一个电子气泡，以取代 物理水平气泡，指示所述测绘一体机的实时对中情况。
5.如权利要求1所述的测绘方法，其特征在于，所述传感器采用螺丝紧固的方式，固定 安装在所述对中杆上。
6. 如权利要求1所述的测绘一体机补偿装置，其特征在于，所述补偿模块 根据所述姿态角以及预先配置的对中杆杆长，生成得出所述对中杆顶部的天线中心位 置相对于所述对中杆底部测量端的补偿坐标。
7.如权利要求1所述的测绘一体机补偿装置，其特征在于，所述补偿模块和所述测绘 一体机之间，采用设定的网络模式建立连接，或者，所述补偿模块和所述测绘模块之间，采 用设定的网络模式建立连接。
8. 如权利要求7所述的测绘一体机补偿装置，其特征在于，所述设定的网络模式包括 蓝牙网络模式、ZigBee网络模式、WIFI网络模式、3G网络模式、4G网络模式、5G网络模式中 的至少一种。
9. 一种测绘一体机补偿装置测绘系统，包括权利要求1至8任意一项权利要求所述的 测绘一体机补偿装置，其特征在于，所述测绘一体机补偿装置测绘系统还包括： 接收所述测绘一体机补偿装置发送的所述测绘补偿坐标，并接收所述测绘一体机发送 的定位坐标，根据所述测绘补偿坐标和所述定位坐标，生成测绘坐标的测绘模块； 置于所述测绘模块外部，显示所述测绘坐标的显示模块。
10. -种基于权利要求8所述的测绘一体机补偿装置测绘系统的测绘方法，其特征在 于，所述测绘方法包括： 所述传感器，测量所述对中杆的姿态角； 所述补偿模块，连接关联的测绘模块，根据所述姿态角生成测绘补偿坐标，并向连接的 测绘模块发送所述测绘补偿坐标； 所述测绘模块，接收所述测绘一体机补偿装置发送的所述测绘补偿坐标，并接收所 述测绘一体机发送的定位坐标，根据所述测绘补偿坐标和所述定位坐标，生成所述测绘坐 标； 显示模块，显示所述测绘坐标。
【专利摘要】本发明适用于测绘一体机领域，提供了一种测绘一体机补偿装置、补偿系统及补偿方法，外接测绘一体机，测绘一体机包括对中杆，接收卫星信号并完成定位及相应功能的本体，所述测绘一体机补偿装置，还包括：在对中杆上，测量对中杆的姿态角的传感器；连接测绘一体机，根据姿态角生成测绘补偿坐标，并向测绘一体机发送测绘补偿坐标，或者，连接关联的测绘模块，根据姿态角生成测绘补偿坐标，并向测绘模块发送测绘补偿坐标的补偿模块。本发明可以大幅降低测绘人员手部晃动引起的倾斜角度测量误差，提高测绘人员的使用体验，降低测绘人员的劳动强度，并进一步提升测绘效率，实现真正意义上的点到即测出测绘坐标。
【IPC分类】G01C15-00
【公开号】CN104776835
【申请号】CN201510125826
【发明人】孟庆季, 杭大明, 谢荣荣
【申请人】深圳市华颖泰科电子技术有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月20日