一种基于RTK的分体式GNSS真北定向装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于RTK的分体式GNSS真北定向装置，它采用观瞄设备和被瞄设备分体式设置，免去校准的麻烦，距离可以随意拉近或拉远，根据寻北精度要求的不同，调整二者之间的距离，只要观瞄设备中的瞄准镜机构能够看得见被瞄设备中的被瞄杆即可。本发明专利技术采用GNSS全天候实时定位定向功能，利用RTK技术与分体式定向技术，可在较短基线内实现高精度定向功能，结合高精度光电观瞄设备实现高精度真北定向，即可不受时间限制、地域限制、设备长时间工作不需要进行校准，维护成本低、在短距离内即可实现高精度寻北定向。鉴于以上理由，本发明专利技术可以军民两用，广泛用于矿山，大地测量、军事测量以及卫星定向等领域。

A split GNSS North directional device based on RTK

The present invention relates to a split GNSS North directional device based on RTK, it uses the sighting device and a pointing device split from calibration set, trouble, distance can zoom in or out, according to the north seeking accuracy requirements of the different gap between the two, as long as the view of sight pointing device mechanism can be at the bar can be visible by the pointing device. The invention adopts GNSS all-weather real-time positioning function, the use of RTK technology and split directional technology, can achieve high precision directional function in a short baseline, combined with high precision photoelectric sighting device to realize high precision north orientation, can not restricted by time and geographical restrictions, equipment for working for a long time without the need for calibration, maintenance low cost, within a short distance can achieve high precision north seeking orientation. In view of the above reasons, the invention can be used both for civil and military purposes, and is widely used in mines, geodesy, military surveying and satellite orientation, and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种基于RTK的分体式GNSS真北定向装置
本专利技术涉及卫星定向领域，特别是关于一种基于RTK的分体式GNSS真北定向装置。
技术介绍
GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统)，它是泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo和中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统。最少通过天上的4颗卫星能够快速确定GNSS接收机在地球上的位置。RTK(Real-TimeKinematic，载波相位差分技术)定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术，利用GNSS全球导航定位系统，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在RTK作业模式下，基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GPS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果，历时不足一秒钟。流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接开机，并在动态环境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周未知数解固定后，即可进行每个历元的实时处理，只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站可随时给出厘米级定位结果。真北介绍：真北(TrueNorth，TN)指地球的北极，即北纬90度或者经圈交汇的地方，又称正北方向，为过地球上一点指向地球地理北极的方向。通过地球表面某点的真子午线的切线方向，成为该点的真子午线方向。真子午线方向指向北极的方向叫真北方向。真北是地球自转的地理北极，真北方向地球仪上所有经线的起始点。磁北介绍：磁北是指南针所指示的北，这主要是由于地球的磁场两极与地理上的南北两极不重合，因此指南针指示的北为磁北而非真北，磁北会随着时间而变化。磁北方向极度不精确，一般仅用于旅行。磁北到真北的夹角称为磁偏角。坐标北介绍：坐标北也叫图北、方格北，是指在某张地图上纵向方格线指示的"上"方。也就是所谓的上北下南。在高斯平面直角坐标系中，纵坐标轴所指的方向或与纵坐标轴平行的方向，就是坐标北方向，在测量工作中，当方位角为零时，仪器所指的方向就是坐标北方向。在工程测量和施工中，我国普遍使用的是1954北京或者1980西安的高斯投影平面直角坐标系，目前总图专业用到的北均为坐标北。如图1所示，真北、磁北和坐标北的关系示意图，三者之间可以通过一定的计算公式进行互相转换。目前寻找真北定向方法主要分类：(1)磁寻北，磁寻北寻找的主要是磁北，通过一系列转换到与真北的方位角。(2)天文寻北，通过观测北极星的高度角或时角确定观测点的真北方向。(3)陀螺经纬仪寻北，陀螺仪具有定向性和进动性，在地球自转过程中，陀螺仪低转有效分量的影响下，其主轴总是向子午面方向进动，并可保持在子午面附近做连续不断的、不衰减的椭圆简谐摆动，利用此特性经过粗略定向、精密定向、最终得到与真北的夹角，在通过旋转经纬仪可以确定真北方向。(4)卫星寻北法，卫星寻北主要指GNSS(全球导航卫星系统)寻北，确定空间两点所成几何矢量在给定坐标系下的指向，通过一系列计算可以得到两点连线与真北的夹角。采用以上方法寻北的过程具有以下缺陷：(1)磁寻北法：定向精度容易受到电磁环境影响；实现精确磁北到真北转换比较繁琐；纬度越高定向精度越差。磁北每年每天都是在不停变动的，它的轨迹大致是一个椭圆形。(2)天文寻北：受到气候与时间条件影响，无法全天候实时高精度测量。(3)陀螺经纬仪寻北：陀螺仪价格昂贵，使用寿命有限；陀螺长时间使用精度会发生漂移，需要重新校准，维护成本高。(4)卫星寻北法：该类方法寻北精度易受到单点定位误差影响，同时对两台接收机间的基线要求较高(一般超过100m)，不利于在较为狭窄的环境下架设。该方法得到的只是与真北的夹角，没法快速准确指向真北。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了解决现有技术中寻北受环境影响和不能全天候寻北的问题，本专利技术提供一种基于RTK的分体式GNSS真北定向装置来解决上述问题。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于RTK的分体式GNSS真北定向装置，其特征在于：它包括观瞄设备和被瞄设备；所述观瞄设备包括第一三脚架、高精度GNSS定位光电观瞄仪、第一天线连接器和第一GNSS天线；其中，所述第一GNSS天线与所述高精度GNSS定位光电观瞄仪采用中心对称原则通过所述第一天线连接器连接在一起，并一块设置在所述第一三脚架上；所述高精度GNSS定位光电观瞄仪包括第一高精度光电观瞄设备，且所述第一高精度光电观瞄设备包括瞄准镜机构和激光红光发射器；所述被瞄设备包括第二三脚架、高精度GNSS无线定位仪、第二天线连接器、第二GNSS天线和被瞄杆，且所述被瞄杆设置在所述瞄准镜机构和所述激光红光发射器的瞄射范围内；其中，所述被瞄杆设置在所述第二GNSS天线的几何中心上；所述第二GNSS天线与所述高精度GNSS无线定位仪通过所述第二天线连接器采用中心对称原则连接在一起，所述高精度GNSS无线定位仪设置在所述第二三脚架上。所述被瞄杆包括被瞄杆开关、被瞄杆电池、LED灯、垂直刻线柱和透明材质；其中，所述被瞄杆开关连接所述被瞄杆电池，所述被瞄杆电池连接所述LED灯，所述被瞄杆开关用于控制所述LED灯的开启和关闭；所述LED灯下方设置有所述垂直刻线柱，所述垂直刻线柱设置有一道刻线，所述垂直刻线柱的外围设置有所述透明材质。所述透明材质采用透明塑料或透明玻璃。所述高精度GNSS定位光电观瞄仪包括第一显示设备、第一高精度GNSS定位仪、第一高精度光电观瞄设备、第一无线通信设备和第一主控设备；其中，所述第一主控设备分别连接所述第一显示设备、所述第一高精度GNSS定位仪、所述第一高精度光电观瞄设备和所述第一无线通信设备；所述第一显示设备采用OLED显示屏或LCD显示屏；所述第一高精度GNSS定位仪采用具有差分功能的北斗定位设备或GPS定位设备；所述第一高精度光电观瞄设备采用经纬仪；所述第一无线通信设备采用数传电台、无线网桥设备或2G/3G/4G网络设备；所述第一主控设备采用arm处理器或x86嵌入式处理器。所述第一高精度GNSS定位仪在RTK模式下定位水平方向精度≤1cm。所述高精度GNSS无线定位仪包括第二显示设备、第二高精度GNSS定位仪、第二无线通信设备和第二主控设备；其中，所述第二主控设备分别连接所述第二显示设备、所述第二高精度GNSS定位仪和所述第二无线通信设备；所述第二显示设备采用OLED显示屏、LCD显示屏或LED指示灯；所述第二高精度GNSS定位仪采用具有差分功能的北斗定位设备或GPS定位设备；所述第二无线通信设备采用数传电台、无线网桥设备或2G/3G/4G网络设备；所述第二主控设备采用arm处理器或x86嵌入式处理器。所述第二高精度GNSS定位仪在RTK模式下定位水平方向精度≤1cm。所述观瞄设备与所述被瞄设备之间的最佳观测距离是200m之内。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术采用观瞄设备和被瞄设备分体式设置，免去校准的麻烦，距离可以随意拉近或拉远，根据寻北精度要求的不同，调整二者之间的距离，只要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于RTK的分体式GNSS真北定向装置，其特征在于：它包括观瞄设备(1)和被瞄设备(2)；所述观瞄设备(1)包括第一三脚架(11)、高精度GNSS定位光电观瞄仪(12)、第一天线连接器(13)和第一GNSS天线(14)；其中，所述第一GNSS天线(14)与所述高精度GNSS定位光电观瞄仪(12)采用中心对称原则通过所述第一天线连接器(13)连接在一起，并一块设置在所述第一三脚架(11)上；所述高精度GNSS定位光电观瞄仪(12)包括第一高精度光电观瞄设备(125)，且所述第一高精度光电观瞄设备(125)包括瞄准镜机构(1257)和激光红光发射器(1258)；所述被瞄设备(2)包括第二三脚架(21)、高精度GNSS无线定位仪(22)、第二天线连接器(23)、第二GNSS天线(24)和被瞄杆(25)，且所述被瞄杆(25)设置在所述瞄准镜机构(1257)和所述激光红光发射器(1258)的瞄射范围内；其中，所述被瞄杆(25)设置在所述第二GNSS天线(24)的几何中心上；所述第二GNSS天线(24)与所述高精度GNSS无线定位仪(22)通过所述第二天线连接器(23)采用中心对称原则连接在一起，所述高精度GNSS无线定位仪(22)设置在所述第二三脚架(21)上。...

【技术特征摘要】
1.一种基于RTK的分体式GNSS真北定向装置，其特征在于：它包括观瞄设备(1)和被瞄设备(2)；所述观瞄设备(1)包括第一三脚架(11)、高精度GNSS定位光电观瞄仪(12)、第一天线连接器(13)和第一GNSS天线(14)；其中，所述第一GNSS天线(14)与所述高精度GNSS定位光电观瞄仪(12)采用中心对称原则通过所述第一天线连接器(13)连接在一起，并一块设置在所述第一三脚架(11)上；所述高精度GNSS定位光电观瞄仪(12)包括第一高精度光电观瞄设备(125)，且所述第一高精度光电观瞄设备(125)包括瞄准镜机构(1257)和激光红光发射器(1258)；所述被瞄设备(2)包括第二三脚架(21)、高精度GNSS无线定位仪(22)、第二天线连接器(23)、第二GNSS天线(24)和被瞄杆(25)，且所述被瞄杆(25)设置在所述瞄准镜机构(1257)和所述激光红光发射器(1258)的瞄射范围内；其中，所述被瞄杆(25)设置在所述第二GNSS天线(24)的几何中心上；所述第二GNSS天线(24)与所述高精度GNSS无线定位仪(22)通过所述第二天线连接器(23)采用中心对称原则连接在一起，所述高精度GNSS无线定位仪(22)设置在所述第二三脚架(21)上。2.根据权利要求1所述的一种基于RTK的分体式GNSS真北定向装置，其特征在于：所述被瞄杆(25)包括被瞄杆开关(251)、被瞄杆电池(252)、LED灯(253)、垂直刻线柱(254)和透明材质(255)；其中，所述被瞄杆开关(251)连接所述被瞄杆电池(252)，所述被瞄杆电池(252)连接所述LED灯(253)，所述被瞄杆开关(251)用于控制所述LED灯(253)的开启和关闭；所述LED灯(253)下方设置有所述垂直刻线柱(254)，所述垂直刻线柱(254)设置有一道刻线，所述垂直刻线柱(254)的外围设置有所述透明材质(255)。3.根据权利要求2所述的一种基于RTK的分体式GNSS真北定向装置，其特征在于：所述透明材质(255)采用透明塑料或透明玻璃。4.根据权利要求1所述的一种基于RTK的分体式GNSS真北定向装置，其特征在于：所述高精度GNSS定位光电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张喆民，王伟志，魏天虎，常俏，苑静，钟星辉，
申请(专利权)人：北京奥博泰科技有限公司，张喆民，
类型：发明
国别省市：北京,11