[发明专利]一种基于卫星导航的挖掘机智能化高精度定位方法

权利要求书

1.一种基于卫星导航的挖掘机智能化高精度定位方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一、在挖掘机上安装高精度GNSS接收机、GNSS接收天线、倾角传感器和车载计算机；

步骤二、标定挖掘机的各个部位，GNSS接收天线A为A点，GNSS接收天线B为B点，A与B间矢量关系可判断所述挖掘机的工作装置朝向；大臂与辅助平台连接点为R点，是一个相对A和B静止的点；大臂与小臂连接点为C点，小臂与铲斗连接点为D点，铲斗头部为E点；行走机构后触点为F点，标识底盘所在坐标位置；

步骤三、挖掘机底盘保持水平时，标定挖掘机各个部位的静态尺寸；

步骤四、挖掘机工作状态时，读取倾角传感器实时动态角度；

步骤五、依靠所述高精度GNSS接收机，进行实时差分数据定位解算，获取A、B点在空间直角坐标系和大地坐标系的实时定位信息；

步骤六、以A点为坐标原点O(0,0)，与水平面垂直方向为X轴、所述挖掘机的工作装置水平前进方向为Y轴，建立挖掘机侧视图坐标系S₁，计算R、C、D、E、F相对于A点的坐标以及各点绝对高程；

步骤七、以A点为坐标原点O(0,0)，工作装置前进方向为X轴、AB连线方向为Y轴，建立挖掘机俯视图坐标系S₂，计算R、C、D、E相对于A点的坐标；

步骤八、A、B空间直角坐标系和大地坐标系坐标转换到高斯平面坐标系坐标；转换后坐标标识为A(a_Gx,a_Gy,H_a)，B(b_Gx,b_Gy,H_b)，其中，a_Gx和b_Gx为北向坐标，a_Gy和b_Gy为东向坐标，H_a和H_b为绝对高程；

步骤九、计算坐标系S₂到高斯平面坐标系的转换参数，将坐标系S₂中R、C、D、E坐标转换到高斯平面坐标系坐标；参照H_a和参考坐标系S₁中各点相对A的坐标，计算R、C、D、E、F的绝对高程；

步骤十、从高斯平面坐标系转换到其他独立坐标系；

步骤十一、完成所述挖掘机工作状态的智能化高精度定位。

2.如权利要求1所述的基于卫星导航的挖掘机智能化高精度定位方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：所述高精度GNSS接收机、所述GNSS接收天线、所述倾角传感器和所述车载计算机安装在所述挖掘机上；所述车载计算机安装在所述挖掘机驾驶室内，与所述倾角传感器和所述高精度GNSS接收机连接，并配备了定位计算软件模块，用于挖掘机工作姿态分析和坐标转换；所述GNSS接收天线安装在所述挖掘机尾部并与所述高精度GNSS接收机连接，所述GNSS接收天线间的连接直线与所述挖掘机驾驶室方向垂直，所述高精度GNSS接收机用于结合实时的差分信号和卫星星历数据，获取和分析所述GNSS接收天线的高精度定位信号；所述倾角传感器安装在所述挖掘机的工作装置，即大臂、小臂、铲斗和驾驶室内，用于分析判断挖掘机工作姿态。

3.如权利要求2所述的基于卫星导航的挖掘机智能化高精度定位方法，其特征在于，所述倾角传感器安装在所述挖掘机的工作装置，即大臂、小臂、铲斗和驾驶室内具体包括：所述倾角传感器安装在所述挖掘机驾驶室的俯仰和横滚方向，以及大臂、小臂和铲斗上，随着驾驶室、大臂、小臂和铲斗一起动作，用于判定驾驶室、大臂、小臂和铲斗的实时工作姿态，所述工作姿态包括驾驶室俯仰情况、驾驶室横滚情况、大臂与所述挖掘机平台连接点垂直高度和水平长度、大臂与小臂连接点的垂直高度和水平长度、小臂与铲斗连接点的垂直高度和水平长度、铲斗头部的垂直高度和水平长度。