[发明专利]一种自主气象改正的光电测距系统及方法

权利要求书

1.一种自主气象改正的光电测距方法，其特征在于，依次包含以下步骤：

步骤1，设定智能型全站仪的北、东、高坐标，将智能型全站仪照准目标棱镜，设置该照准方向为北方向，测定出测前斜距S₀₁，并得到目标棱镜的北、东、高坐标；

步骤2，根据智能型全站仪和目标棱镜的北、东、高坐标，将智能型全站仪至目标棱镜的连线作为无人机飞行的设计航线，并设定采样间距ΔD、采样频率Δt、悬停时长δT；

步骤3，开启无人机各模块，放飞无人机，无人机在起点处悬停，悬停时长为δT，在悬停过程中以采样频率Δt测量气温、气压、湿度，并将下述数据块写入存储模块：悬停开始时刻，悬停结束时刻，每一次测量的采样时刻、气温值、气压值、湿度值；

悬停时长达到δT后无人机继续按设计航线飞行，每当飞行距离达到采样间距ΔD，即重复前述悬停、测量及存储步骤，直至到达航线终点；

步骤4，无人机飞行过程中，智能型全站仪对无人机上的机载棱镜进行跟踪测量，测量频率为无人机采样频率Δt的正整数倍；

此间，智能型全站仪向地面控制系统实时传输机载棱镜的观测信息，包括如下信息：观测时刻、东坐标、北坐标、高程、斜距、水平角、垂直角；地面控制系统记录上述观测信息，并根据上述观测信息实时调整无人机的飞行参数，使其精确地沿着设计航线飞行；

步骤5，无人机到达目标棱镜位置，智能型全站仪结束对机载棱镜的跟踪测量，并再次照准目标点上的目标棱镜，测定出测后斜距S₀₂；

步骤6，计算智能型全站仪至目标棱镜的待改正斜距均值其中S₀₁表示测前斜距，S₀₂表示测后斜距；

步骤7，根据时间信息，对无人机获取的气象观测信息，与智能型全站仪获取的无人机的北东高坐标信息进行匹配，计算无人机各次悬停的采样中间时刻、气温均值、气压均值、湿度均值、北东高坐标均值，设无人机悬停n次，则可得到n个悬停点的上述数据总共n组；

步骤8，依据n个悬停点，将待改正斜距均值S按每两个相邻悬停点间为一段进行划分，共可得n-1段，第i段待改正斜距S_i的计算公式为：

其中，Γ表示无人机的有效飞行总路程，ΔΓ_i表示无人机第i个悬停点至第i+1个悬停点间的有效飞行路程，ΔN_i表示第i个悬停点至第i+1个悬停点间的北坐标变化量，ΔU_i表示第i个悬停点至第i+1个悬停点间的高程变化量，i表示序号，i＝1,2,…,n-1；

步骤9，计算每一段待改正斜距S_i经气象改正后的平差值

其中，表示S_i的平差值，δS_i表示S_i的气象改正值，是将第i个悬停点和第i+1个悬停点的气温均值之均值、气压均值之均值、湿度均值之均值代入智能型全站仪气象改正公式中计算得到，i表示序号，i＝1,2,…,n-1；

步骤10，计算总斜距的平差值其中表示第i段待改正斜距S_i的平差值，i表示序号，i＝1,2,…,n-1。

2.根据权利要求1所述的一种自主气象改正的光电测距方法，其特征在于，所述步骤3中，无人机将下述信息写入存储模块的同时，通过无线通讯实时地将它们传输到地面操控系统：悬停开始时刻，悬停结束时刻，当前采样时刻、气温值、气压值、湿度值；地面操控系统接收并记录上述信息。

3.根据权利要求1至2任一项所述的一种自主气象改正的光电测距方法，其特征在于，所述步骤5中，无人机到达目标棱镜位置后，沿设计航线原路返回智能型全站仪处，并重复步骤3～步骤4。