一种高精度定位的GIS采集器及其目标点计算方法技术

本发明专利技术公开了一种高精度定位的GIS采集器及其目标点计算方法，包括塑料外壳，差分定位模块、电子罗盘、可见光激光测距模块、摄像头等，DGNSS差分定位模块接收GNSS卫星导航信号和CORS网络差分校正信息可获得厘米级的定位；电子罗盘模块用于获取参考点的方位角和仰角；激光测距模块获取参考点与目标点的距离；摄像头拍摄目标点照片；微处理器根据参考点的高精度坐标及其与目标点之间的距离、方位角、仰角通过计算获得目标点的精度坐标并上传目标点坐标和照片。本发明专利技术使用户仅需要一次测量即可获得目标点坐标和照片，降低了室外GIS信息采集难度；适合于目标点难以获取GNSS卫星导航信号及人难以到达目标点情况，提高工作效率。

A high-precision positioning GIS collector and its target point calculation method

The invention discloses a GIS collector and a high precision target positioning method, including plastic shell, differential positioning module, electronic compass, visible laser ranging module, camera, DGNSS differential positioning module receives GNSS satellite navigation signals and CORS network differential correction information can be obtained by electronic centimeter level positioning; the compass module is used to obtain the azimuth and elevation reference points; laser ranging module to obtain reference point and target point distance; camera target picture; microprocessor based on high precision coordinates of reference points and the distance between the target point, azimuth and elevation are obtained by calculating the target precision coordinate and upload target coordinate and photos. The user need only one measurement can get the target coordinates and photos, reduce the outdoor GIS information acquisition difficulty; suitable for the target point is difficult to obtain the GNSS satellite navigation signal and difficult to reach the target point, improve work efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度定位的GIS采集器及其目标点计算方法
本专利技术涉及GIS采集器
，尤其涉及一种高精度定位的GIS采集器及其目标点计算方法。
技术介绍
全球卫星定位系统(GPS)已经普遍应用在测绘及地理信息相关领域。由单星GPS系统向双星、多星发展。尤其是在中国北斗卫星导航系统正式运营以后，目前国内的多家测量行业均投入到北斗系列产品的研发过程中，推出多款双星(GPS+COMPASS、GPS+GLONASS、GPS+COMPASS+GLONASS)的卫星接收机。目前的GIS采集器，外形都是采用人体工程学的一体化集成设计，采用高精度卫星定位技术，配置高端的系统，使用成熟的CORS(连续运行参考站)，通过搜索GPS等卫星，获得当前位置信息后，进行采集点位坐标，进而达到测量的目的。GIS采集器一般有低精度和高精度之分：精度从十米级到亚米级，再到手持RTK式的厘米级。一般公司都可以根据客户的实际测量要求提供不同精度的GIS采集器。提供全面的软件和硬件应用解决方案：GIS采集器的操作系统配置：WindowsMobile或者WindowsCE操作系统，硬件方面采用3.5/3.7英寸彩色液晶屏640×480分辨率，TFT触摸屏，内置300万像素，可同时采集数据和记录影像，支持语音通话和短信，集成扬声器、麦克风。GIS采集器不仅能提供全面的GIS采集器应用软件，而且可以兼容目前各种主流的GIS软件平台的二次开发，可实现数据的无缝对接。在遇到客户要求时，测量品牌公司都可以根据客户的个性化要求，配合他们强大的研发团队可以在最短的时间内为您定制各种特定要求的行业应用功能。由于城市发展日新月异，智慧城市GIS(地理信息系统)信息采集器设备应用越来越广，但由于定位导航存在盲区，例如高架桥下、隧道、大树下等环境可见卫星数量少难以定位，或者路中井盖、道路中间栏杆、绿化带等人员难以到达采集目标点的位置信息情况，市面上的GIS采集器功能显得尤为不足，这给智慧城市GIS信息采集带来很大的难度。另外，与本专利技术最相近的技术实现方案如下，但都存在一定不足：技术专利1：北斗定位高精度手持机(CN201520549528.4)，提供一种北斗定位高精度手持机，基于WIFI定位设备、北斗定位设备、GPS定位设备、无线传输设备、三轴陀螺仪、三轴加速计和处理器设计：在室外通过北斗定位设备和GPS定位设备进行双重室外定位；在棚内工作时，棚内GPS无信号较弱，因此，需要安装和布设几个WIFI网络设备，通过定位器内置的WIFI定位设备，可实现高精度实时定位。使用集成在终端设备上的陀螺仪和三轴加速计，可以实现实时高精度定位。由于WIFI定位精度为20米，定位误差大，WIFI收发器都只能覆盖半径90米以内的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高，布置WIFI网络势必额外增加应用成本，限制应用范围。技术专利2：高精度手持机移动定位系统(CN201520549839.0)，包括高精度手持机、数据传输通道和后台服务器；集人员定位、通话、拍照、视频录像、工单调度等多种功能于一体的设备。很显然设备在卫星信号较弱或无卫星信号的应用时便无法获取目标点的位置信息。技术专利3：一种新型高精度GIS测距手持机(CN201320150527.3)，高精度GIS测距手持机，相比于常规的高精度GIS手持机只是多了一个激光测距仪。无法满足卫星信号较弱的情况，无法获取目标点的位置信息。专利技术专利4：基于GNSS/INS/激光测距组合定位的手持接收机及测量方法(CN201610375322.3)，集成GNSS、INS(惯性导航)、激光测距等模块，所述壳体呈“T”型，包括水平方向的主体和竖直向后端倾斜的手柄，主体的上方平行设置有瞄准镜，所述测距装置包括惯性导航模块用于获取测量点的姿态；GNSS接收模块用于接收GNSS卫星信号；激光测距模块用于测定测量点与目标点之间的距离；微处理器根据测量点的姿态和坐标及其与目标点之间的距离获取目标点的坐标。其中激光模块采用不可见激光模式，测量距离远可达数百米远，由于需要瞄准镜体积变大，功能较为单一，无GIS软件功能。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高精度定位的GIS采集器及其目标点计算方法，解决了现有普通GIS采集器在作业时难以获得高精度位置的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种高精度定位的GIS采集器，其特征在于：包括塑料外壳和设置在塑料外壳内的电路板，所述电路板包括微处理器和与微处理器电连接的DGNSS载波相位差分定位模块、电子罗盘、激光测距模块、摄像头、通信模块、蓝牙模块、显示屏、存储模块、SIM卡座、电源模块、开机按钮，所述DGNSS载波相位差分定位模块、通信模块分别连接差分定位天线、通信天线，其中，电子罗盘用于获取参考点的方位角和仰角；激光测距模块用于获取参考点与目标点的距离；摄像头用于拍摄目标点照片；通信模块用于获取CORS网络差分校正信息以及目标点坐标和图片传输；蓝牙模块可以与其他手持类设备进行通讯；显示屏用于显示定位坐标、距离、方位角、仰角等信息；微处理器根据参考点的高精度坐标及其与目标点之间的距离、方位角、仰角通过计算获得目标点的精度坐标。上述的一种高精度定位的GIS采集器，其特征在于：所述DGNSS载波相位差分定位模块为三系统八频的载波相位差分定位模块，DGNSS载波相位差分定位模块通过接收GNSS卫星导航信号和CORS网络差分校正信息可获得厘米级的定位。上述的一种高精度定位的GIS采集器，其特征在于：所述激光测距模块包括激光发射器、激光接收器，激光发射器上设置有按钮，其中激光测距模块采用635nm(纳米)可见光激光，激光等级Ⅱ级的安全型激光。一种高精度定位的GIS采集器及其目标点计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，获得参考点R的大地坐标系的坐标：经度B0、纬度L0、高程H0，坐标优先采用固定解RTK定位模式，其次为浮点解RTK定位模式；步骤二，大地坐标系坐标(B0，L0，H0)转换为直角坐标系坐标(X0，Y0，Z0)，计算公式如下：X0＝(N+H0)cosB0cosL0Y0＝(N+H0)cosB0sinL0Z0＝[N(1-e2)+H0]sinB0其中a为参考椭球长半轴6378137.00m，e为参考椭球的第一偏心率e2＝0.00669437999013。步骤三，使用激光测距模块获得参考点R与目标点O之间的距离d；步骤四，获取距离的同时使用电子罗盘获得GIS信息采集器的方位角仰角β，计算出目标点O直角坐标系(X1，Y1，Z1)，计算公式如下；Z1＝Z0+dsinβ步骤五，直角坐标系坐标(X1，Y1，Z1)转换为大地坐标系坐标，计算公式如下：L1＝arctan(Y1/X1)a为参考椭球长半轴6378137.00m、b为参考椭球短半轴6356752.3142m、e′为参考椭球的第二偏心率(e′2＝0.00673949674227)；上述的一种高精度定位的GIS采集器及其目标点计算方法，其特征在于，DGNSS载波相位差分定位模块先后经历四种不同定位精度模式：第一种，获得标准单点定位；第二种，获得差分校正信息后很快得到伪距差分RTD定位；第三种，接着本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度定位的GIS采集器，其特征在于：包括塑料外壳和设置在塑料外壳内的电路板，所述电路板包括微处理器(1)和与微处理器(1)电连接的DGNSS载波相位差分定位模块(2)、电子罗盘(3)、激光测距模块(4)、摄像头(5)、通信模块(6)、蓝牙模块(7)、显示屏(8)、存储模块(9)、SIM卡座(10)、电源模块(11)、开机按钮(12)，所述DGNSS载波相位差分定位模块(2)、通信模块(6)分别连接差分定位天线(13)、通信天线(14)，其中，电子罗盘(3)用于获取参考点的方位角和仰角；激光测距模块(4)用于获取参考点与目标点的距离；摄像头(5)用于拍摄目标点照片；通信模块(6)用于获取CORS网络差分校正信息以及目标点坐标和图片传输；蓝牙模块(7)可以与其他手持类设备进行通讯；显示屏(8)用于显示定位坐标、距离、方位角、仰角等信息；微处理器(1)根据参考点的高精度坐标及其与目标点之间的距离、方位角、仰角通过计算获得目标点的精度坐标。

【技术特征摘要】
1.一种高精度定位的GIS采集器，其特征在于：包括塑料外壳和设置在塑料外壳内的电路板，所述电路板包括微处理器(1)和与微处理器(1)电连接的DGNSS载波相位差分定位模块(2)、电子罗盘(3)、激光测距模块(4)、摄像头(5)、通信模块(6)、蓝牙模块(7)、显示屏(8)、存储模块(9)、SIM卡座(10)、电源模块(11)、开机按钮(12)，所述DGNSS载波相位差分定位模块(2)、通信模块(6)分别连接差分定位天线(13)、通信天线(14)，其中，电子罗盘(3)用于获取参考点的方位角和仰角；激光测距模块(4)用于获取参考点与目标点的距离；摄像头(5)用于拍摄目标点照片；通信模块(6)用于获取CORS网络差分校正信息以及目标点坐标和图片传输；蓝牙模块(7)可以与其他手持类设备进行通讯；显示屏(8)用于显示定位坐标、距离、方位角、仰角等信息；微处理器(1)根据参考点的高精度坐标及其与目标点之间的距离、方位角、仰角通过计算获得目标点的精度坐标。2.如权利要求1所述的一种高精度定位的GIS采集器，其特征在于：所述DGNSS载波相位差分定位模块(2)为三系统八频的载波相位差分定位模块，DGNSS载波相位差分定位模块(2)通过接收GNSS卫星导航信号和CORS网络差分校正信息可获得厘米级的定位。3.如权利要求1所述的一种高精度定位的GIS采集器，其特征在于：所述激光测距模块(4)包括激光发射器、激光接收器，激光发射器上设置有按钮，其中激光测距模块采用635nm(纳米)可见光激光，激光等级Ⅱ级的安全型激光。4.一种高精度定位的GIS采集器及其目标点计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，DGNSS载波相位差分定位模块获得参考点R的大地坐标系的坐标：经度B0、纬度L0、高程H0，坐标优先采用固定解RTK定位模式，其次为浮点解RTK定位模式；步骤二，大地坐标系坐标(B...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈石平，彭进双，庄桂玉，丁榕，谢宇雷，
申请(专利权)人：广州市度量行电子设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44