[发明专利]大地测量仪器、获得经校正的目标点坐标的方法及介质

说明书

本发明涉及大地测量仪器、获得经校正的目标点坐标的方法及介质。该大地测量仪器以地面上方一安置高度(11)被安置在地面坐标(10)处，并且具有仪器中心坐标(6)。所述仪器(1)包括用于对准测量目标点(20)的瞄准单元(3)，该瞄准单元具有用于确定目标距离(21)的光电测距仪(34)和用于使所述瞄准单元(3)对准的两个轴(4、5)，每个轴都具有用于确定目标方向(22)的测角仪(35、36)。该大地测量仪器(1)还包括用于确定该仪器(1)的倾斜值(12)的倾斜传感器(30)和测量控制器(7)，该测量控制器用于基于该目标方向(22)和目标距离(21)，来获得所述测量目标点(20)的测量坐标(20a)。

技术领域

本发明总体上涉及测量仪器并且涉及获得目标点坐标的对应方法。

背景技术

在测量方面，特别是在土地测量方面，目标是确定一个或更多个目标点的几何特性(像坐标、距离、以及取向)。在大多数情况下，那些特性必须相对于已知参照系来确定，该参照系可以例如由一个或更多个已知基准点来定义，例如，由周边的已知和/或定义的基准标记来具体实施。例如，在许多大地测量中，测量仪器被安装在地面处的表面基准标记之上，或以其它方式具体实施的固定基准之上(通常通过使用将测量仪器支承在实际上且特别是地面上人类可操作高度处的三脚架)。

现今最常见的测量仪器就是所谓的全站仪，其可以被描述为视距仪的增强型实施方式，以通常(至少大致)水平和垂直取向的角坐标来提供光电测距的对准方向(aimingdirection)的机动移动(motorized movement)。这些装置因此可以提供许多自动化功能并且例如可以包括多个特征，像自动目标识别(ATR)、图像或视频摄像机、瞄准单元、望远镜、GPS单元、罗盘、无线远程控制、调平单元、可见导向射束、红外光发射和检测、人机界面等。例如可以在US 2007/104353、US 2009/024342、US 2015/176991、EP 1836457或其它中找到示例。可选地，本发明还可以应用于其它同源类型的测量仪器(诸如，例如，激光扫描仪、激光跟踪仪、经典视距仪或经纬仪(Theodolits)等。

EP 2998701提出了一种用于最初在基准点上安装测量仪器以便使测量仪器中心参照由此限定的已知坐标系统的方法。这种安置包括仪器的近似安装，然后使用精确指向测量仪器固有坐标系的垂直方向的激光测距仪。该激光测距仪必须通过倾斜测量仪器来精确瞄准至基准点。通过确定在瞄准基准点时的倾斜值和距离值，建立倾斜的测量仪器中心到基准点的参照。最后，通过机械地重新调节倾斜来调平测量仪器，于是基于所需的机械倾斜调节来推断调平后的精确调平的测量仪器中心的安置空间坐标。

上述方法在安置时进行一次，以便与现有技术相比加速安置过程，其中，仪器必须精确地被垂直安装在基准点上方，并且必须采取仪器高度的手动测量。这很麻烦，因为通常涉及多次重复调平、垂直偏移、高度测量以及重新检查。一旦建立了这种安置(经典地或者如在EP 2998701中提出的)，然后，该仪器设置的所有后续目标测量结果基于测量仪器中心点的那些固定安置空间坐标。

在上述文献中根本没有考虑到的技术问题是这样的事实：仅仅在理论上固定这种一次安置，但实际上它在测量期间可能会偏离。例如，在许多实际情况中，测量仪器-或者更精确地说，安置所述测量仪器的三脚架(等)的腿部趋于陷入地面或由于测量期间的其它影响(诸如，热、风等)而略微移动。因此，遍及在该安装中采取的所有测量中，从上面的经校正的测量仪器中心点也可能无效。

没有提到在测量期间根据所提出的方法重新验证该经校正的测量仪器中心点，同样这显然很麻烦，因为根据该方法，该仪器必须再次倾斜到该基准点以采取测量，然后必须被重新调平。这样很麻烦。尤其是在手动进行调平时，而且将也是易于出错的。

然而，重新考虑上述方法的甚至更大缺点是这样会导致新的仪器中心点作为随后测量的基础的事实，这与以前的仪器中心点不同。在测量中，测量仪器中心被视为固定锚点是优选和确定的实践，其在从该安装中采取的所有测量期间仍保持固定。EP 2998701的方法每次都会产生新的测量仪器中心点-这从测量员角度来看是不可取的。