[发明专利]基于GNSS的位置坐标实时动态组合测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于全球导航卫星系统的位置坐标实时动态组合测量装置，包括全球导航卫星系统的接收机和对中杆，所述的接收机固定设置于所述的对中杆上，其特征在于，所述的装置中还设置有姿态角传感测量模块，所述的姿态角传感测量模块与所述的接收机之间相互通信连接。

2.根据权利要求1所述的基于全球导航卫星系统的位置坐标实时动态组合测量装置，其特征在于，所述的姿态角传感测量模块设置于所述的对中杆上或者内置于所述的接收机内部。

3.根据权利要求1所述的基于全球导航卫星系统的位置坐标实时动态组合测量装置，其特征在于，所述的姿态角传感测量模块为同时具有测量航向角、俯仰角和横滚角功能的传感器或者能够间接获得航向角、俯仰角和横滚角的多个传感器的组合，或电子水泡、电子罗盘、陀螺、以及由几个GNSS天线组成的姿态测量系统，其中所述的航向角为运动载体绕垂直轴的转动角；俯仰角为运动载体绕侧轴线的转动角；横滚角为运动载体绕体轴线的转动角。

4.根据权利要求1所述的基于全球导航卫星系统的位置坐标实时动态组合测量装置，其特征在于，所述的倾角传感测量模块与所述的接收机之间具有有线通信连接或者无线通信连接。

5.根据权利要求1所述的基于全球导航卫星系统的位置坐标实时动态组合测量装置，其特征在于，所述的装置中还设置有姿态角传感器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的基于全球导航卫星系统的位置坐标实时动态组合测量装置，其特征在于，所述的接收机为单频全球导航卫星系统接收机、双频全球导航卫星系统接收机及多频全球导航卫星系统接收机。

7.一种利用权利要求1所述的装置实现基于全球导航卫星系统的位置坐标实时动态组合测量的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)将所述的对中杆设置于待测点处；

(2)全球导航卫星系统接收机利用全球导航卫星系统得到观测数据，并进行解算，得到所述的天线相位中心的三维坐标(x_ant，y_ant，h_ant)；

(3)利用所述的姿态角传感测量模块测量得到所述的接收机的航向角、俯仰角和横滚角，并将所测量得到的航向角、俯仰角和横滚角的信息传送给所述的接收机；

(4)所述的接收机根据所述的倾角传感测量模块传送得到的航向角、俯仰角和横滚角信息对所述的天线相位中心的三维坐标(x_ant，y_ant，h_ant)进行实时校正处理，并得到待测点的位置三维坐标(x_o，y_o，h_o)。

8.根据权利要求7所述的实现基于全球导航卫星系统的位置坐标实时动态组合测量的方法，其特征在于，所述的对天线相位中心的三维坐标(x_ant，y_ant，h_ant)进行实时校正处理，包括以下步骤：

(11)所述的接收机根据所述的航向角ψ、俯仰角θ和横滚角信息通过以下公式转换得到所述的对中杆的方位角α和倾角β：

α=arctan(R13R23)β=arctan(R33R132+R232);]]>其中，

上式中倾角β为所述的对中杆与待测点所在水平面之间的夹角，所述的方位角α为所述的对中杆在待测点所在水平面上的投影与以待测点O为原点的当地水平坐标系的Y轴之间的夹角；

(12)根据以下公式得到待测点的三维坐标校正量Δx、Δy和Δh：

Δx=hd·cosβ·cosαΔy=hd·cosβ·sinαΔh=hd·sinα]]>

其中，h_d为所述的对中杆的高度与所述接收机的天线高度之和；

(13)根据以下公式得到待测点的位置三维坐标(x_o，y_o，h_o)：

xo=xant-Δxyo=yant-Δyho=hant-Δh.]]>