[发明专利]一种地面坐标的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及地面测量技术领域，尤其涉及一种地面坐标的测量方法。

背景技术

RTK(Real Time Kinematic)实时动态测量技术，是以载波相位观测为根据的实时差分GPS(RTDGPS)技术，它主要依赖RTK主机进行地面坐标的实时采集。RTK主机上装载了GPS定位器、重力传感器和磁传感器，通过以上装置获得的数据来获得待测点的地面坐标。现有的测量方法是：在RTK主机的底面设置一根直杆，称为对中杆，杆底放置在待测点上，通过对中杆上的水泡调节，使对中杆竖直后，通过RTK主机测量的数据和对中杆的长度计算获得待测点的实际地面坐标。而在测量一些对中杆无法竖直的情况时，如建筑物的墙角，则需要将对中杆倾斜放置，这样的话，需要通过磁传感器获取的数据修正RTK主机测量获得的地面坐标。

现有技术的测量方法存在以下缺点，在非竖直情况下的RTK测量依赖于磁传感器的数据修正，但是磁传感器受环境影响大，在复杂磁环境(建筑物密集区或铁塔等)中能用运用，而且使用前需要进行较为复杂的磁校准，测量效率低下。

发明内容

本发明实施例提出一种地面坐标的测量方法，实现非竖直情况下不依赖于磁传感器的RTK测量，节省了复杂的磁校准工作，不受磁环境影响，测量数据准确且提高了实际工作效率。

本发明实施例提供一种地面坐标的测量方法，包括：

倾斜对中杆使RTK主机到达第一倾斜点，并获取所述RTK主机测量的所述第一倾斜点的坐标和水平夹角β1；其中，所述RTK主机安装在所述对中杆的杆顶；所述对中杆的杆底放置在待测点上；所述水平夹角β1为所述RTK主机在所述第一倾斜点时，所述对中杆与水平面的夹角；

保持所述杆底的位置不变，倾斜所述对中杆使所述RTK主机由第一倾斜点转移到第二倾斜点，并获取所述RTK主机测量的所述第二倾斜点的坐标和水平夹角β2；其中，所述水平夹角β2为所述RTK主机在所述第二倾斜点时，所述对中杆与水平面的夹角；所述第一倾斜点、所述待测点和所述第二倾斜点所组成的夹角大于10°；

根据所述第一倾斜点的坐标、所述第二倾斜点的坐标、水平夹角β1、水平夹角β2和所述对中杆的长度，计算获得所述待测点的地面坐标。

进一步的，所述获取所述RTK主机测量的所述第一倾斜点的坐标和水平夹角β1，具体为：

获取所述RTK主机当前测量的GPS坐标、俯仰角和横滚角；

将所述俯仰角和横滚角代入以下公式，计算所述水平夹角β1；

其中，θ1为所述RTK主机在第一倾斜点所测量的俯仰角，γ1为所述RTK主机在所述第一倾斜点所测量的横滚角；

将所述GPS坐标作为所述第一倾斜点的第一坐标。

进一步的，所述获取所述RTK主机测量的所述第二倾斜点的坐标和水平夹角β2，具体为：

获取所述RTK主机当前测量的GPS坐标、俯仰角和横滚角；

将所述俯仰角和横滚角代入以下公式，计算所述水平夹角β2；

其中，θ2为所述RTK主机在第二倾斜点所测量的俯仰角，γ2为所述RTK主机在所述第二倾斜点所测量的横滚角；

将所述GPS坐标作为所述第二倾斜点的第二坐标。

进一步的，所述根据所述第一倾斜点的坐标、所述第二倾斜点的坐标、水平夹角β1、水平夹角β2和所述对中杆的长度，计算获得所述待测点的地面坐标，具体为：

所述待测点A的坐标为(x,y,h)，所述第一倾斜点P1的坐标为(x1,y1,h1)，所述第二倾斜点P2的坐标为(x2,y2,h2)；

根据P1和P2的坐标，确定第一投影点C的坐标(x1,y1,h)和第二投影点D的坐标(x2,y2,h)；其中，ACD为三个等高点；

结合所述水平夹角β1和水平夹角β2，计算获得投影线段AC的长度R1、投影线段AD的长度R2、投影线段R3和向量的方位角Ψ；

其中，R1＝L*cosβ1,R2＝L*cosβ2，

根据R1、R2、R3、Ψ和对中杆的长度L，按照以下计算公式计算获得待测点的坐标；

由余弦定理可求出∠ACD；

则向量的方位角ψ_CA＝ψ-∠ACD，或ψ_CA＝ψ+∠ACD；

x＝x1+L*cosβ1*cosψ_CA；

y＝y1+L*cosβ1*sinψ_CA；

h＝h1-L*sinβ1；