量模块内部的陀螺仪积分获取测绘仪每两次倾斜变化过程 中的航向增量，最后结合这些得到的数据进行修正计算，得出测绘仪修正后的位置坐标，这 个修正后的坐标就是精确的测绘仪位置坐标。
[0030] 具体的，是将一高精度测绘仪倾斜若干次，在本发明中，将该高精度测绘仪倾斜两 次，由高精度测绘仪可以测得高精度的位置信息，这样可以作为后续修正前的高精度数据 信息。通过倾斜测量模块同时获取倾斜的高精度位置坐标和相对于水平面的倾斜角度并利 用倾斜测量模块内部的陀螺仪积分获取该测绘仪每两次倾斜变化过程中的航向角增量，结 合陀螺仪积分获得的航向角增量、测绘仪每次倾斜的位置坐标和测绘仪每次倾斜时相对于 水平面的倾斜角度这些数据进行精确修正计算，得出修正后的位置坐标。
[0031] 具体的，倾斜测量模块获取测绘仪两次倾斜后的精确位置和倾斜的角度，倾斜的 角度包括横滚角和俯仰角，然后利用陀螺仪积分获取两次倾斜过程中的航向角增量，联合 算出倾斜修正后的经炜高。
[0032] 目前一般的测绘仪位置修正补偿方法是基于倾斜测量模块单次测量得到的姿态 角以及获取的位置坐标进行补偿修正的。首先，设测绘仪倾斜后的位置为[L，A，H]，修正后 位置为[1/，λ'，!Τ ]。其中L表示炜度，λ表示经度，Η表示高度。假设杆长为1〇,则修正位置的 计算公式如式(1)所示。
[0033] ⑴
[0034] 之间的关系如式(2)所示。
[0035] (2)
[0036] 式中γ为倾角传感器测量得到的横滚角，Θ为倾角传感器侧量得到的俯仰角，炉为 倾角传感器测量得到的航向角。
[0037] 根据上述的基本算法，倾斜测量模块在时刻七获取的位置信息[U A ,?]和时刻t2 获取的位置信息[1^，&，!12]，以及式(1)可以得到式(3)和式(4) :3)
[0038]
[0039] ?)
[0040]
[0041]
[0042]
[0043]
[0044] (6:)
[0045] ( 7 )
[0046]
[0047]
[0048] (8:)
[0049] (.9)
[0050]
[0051]
[0052] 3)
[0053]
[0054]
[0055] I 1 )
[0056]
[0057] (12)
[0058] 从式（12)中可以看出若ai2+a22 = 0，需要满足ai = 0且a2 = 0。但是当ai = 0且a2 = 0 时，式（10)和（11)中的c3 = 0且D3 = 0,而当测绘仪并非在原地倾斜变化位置时，C3和D3是恒 不等于0的。所以当测绘仪倾斜变化位置时，式(12)是恒成立的。
[0059] 将式(12)代入(7)中得(13):
Γ ? Q3)
[0060]
[0061]将(13)代入式(4)即可以得到当前时刻t2修正后的位置信息。
[0062]基于上述修正计算方法，最终使得该倾斜位置改正方法实用性强、物理意义明确、 操作简单、耗时小、且不增加额外的硬件成本，测量精度与用户的操作水平和操作习惯无 关，各种情况下都可以保证精确的修正精度。
[0063]综上所述，本发明公开设计的一种新型测绘仪倾斜量修正方法，先将测绘仪自身 倾斜若干次，通过倾斜测量模块获取每次倾斜后的位置坐标，然后将每次倾斜时的倾斜角 度、陀螺仪积分得出的航向增量和位置坐标结合起来，内部计算得出整个测绘仪倾斜量修 正后的精确位置坐标，这样可以解决地磁变化和磁场干扰对测绘仪倾斜量修正精度的影 响，提高了测绘仪的倾斜修正精度、使用效率和实用精度。
[0064]通过说明和附图，给出了【具体实施方式】的特定结构的典型实施例，基于本发明精 神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为 局限。
[0065] 对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。 因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权 利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
【主权项】
1. 一种测绘仪倾斜量修正方法，其特征在于，包括： 将测绘仪倾斜若干次，记录所述测绘仪每次倾斜的位置坐标和相对于水平面的倾斜角 度； 利用陀螺仪积分获取所述测绘仪每两次倾斜变换过程中的航向角增量； 结合所述航向增量、所述位置坐标和所述倾斜角度对所述测绘仪倾斜量进行修正并得 出修正后的位置坐标。2. 根据权利要求1所述的测绘仪倾斜量修正方法，其特征在于，所述方法还包括： 通过倾斜测量模块获取每次倾斜的测绘仪的位置坐标。3. 根据权利要求2所述的测绘仪倾斜量修正方法，其特征在于，所述方法还包括： 利用所述倾斜测量模块获取所述测绘仪每次相对于水平面的倾斜角度。4. 根据权利要求3所述的测绘仪倾斜量修正方法，其特征在于，所述方法还包括： 将所述测绘仪每次倾斜后的位置坐标、所述航向角增量和水平倾斜角度传输至中央处 理器计算得出修正后的位置坐标； 将修正后的位置坐标传输至所述测绘仪。5. 根据权利要求1所述的测绘仪倾斜量修正方法，其特征在于，所述测绘仪至少倾斜两 次。6. 根据权利要求1所述的测绘仪倾斜量修正方法，其特征在于，所述倾斜角度包括横滚 角度和俯仰角度。
【专利摘要】本发明涉及测绘仪领域，尤其涉及一种新型测绘仪倾斜量修正方法。本发明公开设计的一种测绘仪倾斜量修正方法，先将测绘仪自身倾斜若干次，通过其内部的MEMS传感器预先处理得出每次倾斜后的修正位置坐标，然后将每次倾斜时的倾斜角度、陀螺仪得出的航向增量和修正位置坐标结合起来，内部计算得出整个测绘仪倾斜量修正后的精确位置坐标，这样可以解决地磁变化和磁场干扰对测绘仪倾斜改正精度的影响，提高了测绘仪的倾斜改正精度、使用效率和实用精度。
【IPC分类】G01C25/00
【公开号】CN105651310
【申请号】
【发明人】杭义军, 邢丽, 贾文峰, 吕印新
【申请人】极翼机器人(上海)有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月15日