基于惯性导航的gps测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及通信技术领域，尤其设及卫星通信，具体是指一种基于惯性导航的GPS 测量系统。
【背景技术】
[0002] 常规的GI^S测量技术需要保持GI^S接收机水平地放置于空间进行采点测量，GI^S接 收机稍有倾斜就会引入测量误差，给工作人员的工作带来了极大的不便，且不利于人机交 互水平的提高。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够使得倾斜状态下测 量值与水平对中状态下测量值误差在一定范围内、满足Gl^s测量需求的基于惯性导航的 GI^S测量系统。
[0004] 为了实现上述目的，本发明的基于惯性导航的GI^S测量系统具有如下构成：
[0005] 该基于惯性导航的GI^S测量系统，其主要特点是，所述的系统包括：
[0006] 惯性导航测试模块，用W检测GI^S接收机在空间中的姿态；
[0007] GNSS模块，用W接收卫星数据；
[000引主控模块，用W根据Gl^s接收机在空间中的姿态W及卫星数据计算Gl^s接收机的 当前位置；
[0009] 上位机，与从所述的主控模块获取所述的GI^S接收机的当前位置；
[0010] 电源模块，用W给所述的惯性导航测试模块、GNSS模块W及主控模块供电。
[0011] 进一步地，所述的惯性导航测试模块包括加速度传感器、地磁传感器W及巧螺仪。
[0012] 更进一步地，所述的加速度传感器为=轴加速度传感器。
[0013] 更进一步地，所述的地磁传感器为=轴地磁传感器。
[0014] 更进一步地，所述的巧螺仪为单轴巧螺仪。
[0015] 进一步地，所述的系统还包括藍牙模块，所述的主控模块通过所述的藍牙模块与 所述的上位机进行通信。
[0016] 采用了该发明中的基于惯性导航的GI^S测量系统，与现有技术相比，具有W下有 近:效果：
[0017] 本系统采用地磁传感器、巧螺仪、加速度传感器组成的惯性导航测量模块自动检 测Gl^s接收机在空间中的姿态，GI^S接收机在一定角度（0-15° )内倾斜范围内进行测量的 时候，惯性导航测量模块自动的将倾斜的偏差值补偿到GI^S测量数据中，使得倾斜状态下 测量值与水平对中状态下测量值误差在3cmW内，满足GI^S测量需求，惯性导航测量模块运 用于GI^S测量系统，颠覆了传统的GI^S测量方法，使得GI^S测量变得十分轻松，降低了测量 员劳动强度。
【附图说明】
[001引图1为本发明的基于惯性导航的GPS测量系统的结构示意图。
[0019] 图2为本发明的基于惯性导航的GI^S测量系统的一实施例的实际使用示意图。
【具体实施方式】
[0020] 为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的 描述。
[0021] 本发明的目的就是解决GI^S测量过程中需要将GI^S接收机严格水平对中方可进行 采点，使用本发明中的惯性导航测量模块的GI^S接收机可W在一定倾斜角度（0-15° )内进 行测量，同时保证测量数据误差在3cmW内。
[0022] 请参阅图1至图2所示，本发明的基于惯性导航的GI^S测量系统包括：
[0023] 惯性导航测试模块，用W检测GI^S接收机在空间中的姿态；
[0024] GNSS模块，用W接收卫星数据；
[0025] 主控模块，用W根据GI^S接收机在空间中的姿态W及卫星数据计算GI^S接收机的 当前位置；例如，选用ST公司的M3内核的处理器，该处理器功耗低，片内资源丰富，非常适 用于低功耗场合。
[0026] 上位机，与从所述的主控模块获取所述的GI^S接收机的当前位置；
[0027] 电源模块，用W给所述的惯性导航测试模块、GNSS模块W及主控模块供电。
[002引在一种优选的实施例中，所述的惯性导航测试模块包括加速度传感器、地磁传感 器W及巧螺仪。
[0029] 在一种优选的实施例中，所述的加速度传感器为=轴加速度传感器。例如，本惯性 导航测量模块选用ADI公司的S轴加速度传感器，倾斜精度达到0. 1度。一般的GI^S接收 机放置高度为2m，GPS接收机倾斜达到15°加速度传感器将倾斜补偿误差降低至0. 5cmW 内（sinO. 1X200 = 0. ：M9)。
[0030] 在一种优选的实施例中，所述的地磁传感器为=轴地磁传感器。例如，本惯性导航 测量模块选用化neywell公司的S轴地磁传感器，配合加速度传感器，巧螺仪S者算法融 合，最终航向精度达到r。
[0031] 在一种优选的实施例中，所述的巧螺仪为单轴巧螺仪。例如，本惯性导航模块选用 ADI公司的单轴巧螺仪。
[0032] 在一种优选的实施例中，所述的系统还包括藍牙模块，所述的主控模块通过所述 的藍牙模块与所述的上位机进行通信。
[0033] GI^S接收机进行倾斜测量的核屯、是如何确认GI^S接收机在空间中的姿态。利用S 轴加速度传感器测量GI^S接收机在空间中的倾斜角度，利用地刺传感器与单轴巧螺仪测量 GI^S接收机在空间中的方位。知道了倾斜角度与方位GI^S接收机在空间中的姿态就确认了。 GI^S接收机进行倾斜测量的时候，惯性导航测量模块将GI^S接收机在空间姿态数据与GI^S接 收机测量的卫星数据进行相关运算，从而得出GI^S接收机在当前点的真实位置。该样测量 员在进行GI^S测量的时候，只需要将GI^S接收机保持与水平在0-15度内，即可W进行测量。
[0034] 请参阅图2所示，常规的GPS点测量必须将规定GPS接收机的对中杆与水平面保 持垂直（图2中AC)状态下进行采点，测量点位置为C点，安装有惯性导航测量模块的GPS 接收机可W将对中杆倾斜于AB之间的任意点，即可W测量出实际的C点坐标。此处的GPS接收机可W换成其他的接收机，例如GNSS接收机等。在一种实施例中，GI^S接收机安装于 2m对中杆顶端，对中杆放置见图2的AC位置，软件设置进行常规地形点测量，记录此时点坐 标，软件设置惯性导航测量，对中杆放置见图2的BC位置，记录此时点坐标。
[0035] 表1.实际测量数据
[0036]
[0037] 通过表1得出安装惯性导航模块的GI^S接收机在倾斜角度15°的条件下，平面点 测量误差2. 34畑1，高程误差0. 3畑1。符合测量要求。
[003引采用了该发明中的基于惯性导航的GI^S测量系统，与现有技术相比，具有W下有 近:效果：
[0039] 本系统采用地磁传感器、巧螺仪、加速度传感器组成的惯性导航测量模块自动检 测GI^S接收机在空间中的姿态，GI^S接收机在一定角度（0-15° )内倾斜范围内进行测量的 时候，惯性导航测量模块自动的将倾斜的偏差值补偿到GI^S测量数据中，使得倾斜状态下 测量值与水平对中状态下测量值误差在3cmW内，满足GI^S测量需求，惯性导航测量模块运 用于GI^S测量系统，颠覆了传统的GI^S测量方法，使得GI^S测量变得十分轻松，降低了测量 员劳动强度。
[0040] 在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可W作出 各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的 而非限制性的。
【主权项】
1. 一种基于惯性导航的GPS测量系统，其特征在于，所述的系统包括： 惯性导航测试模块，用以检测GPS接收机在空间中的姿态； GNSS模块，用以接收卫星数据； 主控模块，用以根据GPS接收机在空间中的姿态以及卫星数据计算GPS接收机的当前 位置； 上位机，与从所述的主控模块获取所述的GPS接收机的当前位置； 电源模块，用以给所述的惯性导航测试模块、GNSS模块以及主控模块供电。2. 根据权利要求1所述的基于惯性导航的GPS测量系统，其特征在于，所述的惯性导航 测试模块包括加速度传感器、地磁传感器以及陀螺仪。3. 根据权利要求2所述的基于惯性导航的GPS测量系统，其特征在于，所述的加速度传 感器为三轴加速度传感器。4. 根据权利要求2所述的基于惯性导航的GPS测量系统，其特征在于，所述的地磁传感 器为三轴地磁传感器。5. 根据权利要求2所述的基于惯性导航的GPS测量系统，其特征在于，所述的陀螺仪为 单轴陀螺仪。6. 根据权利要求1所述的基于惯性导航的GPS测量系统，其特征在于，所述的系统还包 括蓝牙模块，所述的主控模块通过所述的蓝牙模块与所述的上位机进行通信。
【专利摘要】本发明涉及一种基于惯性导航的GPS测量系统，所述的系统包括惯性导航测试模块，用以检测GPS接收机在空间中的姿态；GNSS模块，用以接收卫星数据；主控模块，用以根据GPS接收机在空间中的姿态以及卫星数据计算GPS接收机的当前位置；上位机，与从所述的主控模块获取所述的GPS接收机的当前位置；电源模块，用以给所述的惯性导航测试模块、GNSS模块以及主控模块供电。采用该种结构的基于惯性导航的GPS测量系统，使得倾斜状态下测量值与水平对中状态下测量值误差在3cm以内，满足GPS测量需求，惯性导航模块运用于GPS测量系统，颠覆了传统的GPS测量方法，使得GPS测量变得十分轻松，降低了测量员劳动强度。
【IPC分类】G01S19/47
【公开号】CN104977597
【申请号】CN201510418910
【发明人】朱磊, 赵康德, 张志桂
【申请人】上海华测导航技术股份有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年7月16日