一种获取室内标志物地理方位角的方法技术

本发明专利技术提供一种获取室内标志物地理方位角的方法，包括：在室外固定安装第1标志物位置传感器，在室内等高度固定安装第2标志物位置传感器；在室内固定安装自动化激光经纬仪；第2标志物方位度盘值D0与第1标志物方位度盘值N0的差值，乘以角秒与读盘刻度的换算系数，即为第2标志物位置传感器相对于第1标志物位置传感器的标志物方位夹角，该标志物方位夹角引入第1标志物位置传感器的地理方位角后，便可以得到第2标志物位置传感器的地理方位角。优点为：从多个设计角度考虑，全面提高了室内标志物地理方位角的测量精度，因此，可有效的将标志物引入室内，并精确测量得到室内标志物的地理方位角，从而实现相关的地磁参数测量。

A method of obtaining indoor landmark geographic azimuth

The present invention provides a method, the geographical azimuth marks for indoor outdoor fixed installation includes: in the first marker position sensor in the indoor height fixed second markers in the indoor fixed position sensor; automatic laser theodolite; second markers of a dial value D0 and first markers range difference degree the value of N0 disk, and read dial seconds multiplied by the conversion coefficient, namely second marker position sensor first mark marker position relative to the sensor azimuth angle, the azimuth angle of the introduction of the first marker marks the geographical position azimuth sensor angle, we can get second marks the geographical position sensor range the angle. Advantages: consider from a design perspective, and comprehensively improve the indoor signs measurement accuracy, the geographical azimuth so effective markers will introduce indoor, and accurate measurement of indoor location sign object angle, so as to realize the measurement of geomagnetic parameters.

【技术实现步骤摘要】
一种获取室内标志物地理方位角的方法
本专利技术属于室内定位
，具体涉及一种获取室内标志物地理方位角的方法。
技术介绍
标志物地理方位角，是标志物与地理北之间的夹角，标志物地理方位角的精确测量，是保证绝对地磁测量精度的基础。现有技术中，标志物为固定在室外的水泥墩，主要采用高精度差分GPS或者天文经纬仪来获得标志物地理方位角。然而，在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现，将标志物设置于室外时，在绝对地磁测量时，容易受到雨、雾等天气或夜晚等光线差等因素影响，进而导致无法测量绝对地磁参数。但是，如果将标志物引入室内，由于房屋遮挡，室内GPS信号非常弱，又无法采用高精度差分GPS或天文经纬仪来获得室内标志物的地理方位角。可见，如何有效解决上述问题，是目前迫切的事情。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种获取室内标志物地理方位角的方法，可有效解决上述问题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种获取室内标志物地理方位角的方法，包括以下步骤：步骤1，在室外固定安装第1标志物位置传感器，在室内等高度固定安装第2标志物位置传感器；其中，第1标志物位置传感器相对于被测仪器墩的地理方位角通过室外差分GPS或者天文经纬仪获得，为已知值；所述第1标志物位置传感器和所述第2标志物位置传感器的结构相同，均为一种实现同一个PSD传感器对两路不同高度入射激光进行方位测量的传感器，包括：外壳体(4.1)、分束镜(4.2)、反射镜(4.3)和PSD位置传感器(4.4)；所述分束镜(4.2)呈45度角倾斜固定于所述外壳体(4.1)的内部；在所述分束镜(4.2)的透射光路上，固定安装所述PSD位置传感器(4.4)；所述反射镜(4.3)位于所述分束镜(4.2)的正下方，所述反射镜(4.3)的反射面与所述分束镜(4.2)的分光面平行设置；步骤2，在室内固定安装自动化激光经纬仪，所述自动化激光经纬仪包括支撑底座(1)、水平旋转单元(2)、垂直旋转单元(3)和激光器(5)；所述垂直旋转单元(3)用于使所述激光器(5)在垂直空间中旋转并自动记录旋转角度值，所述垂直旋转单元(3)包括垂直旋转驱动电机以及用于记录垂直旋转度数的横轴码盘(3.1)；所述水平旋转单元(2)用于使所述激光器(5)在水平空间中旋转并自动记录旋转角度值，所述水平旋转单元(2)包括水平旋转驱动电机以及用于记录水平旋转度数的竖轴码盘(2.1)；在仪器架设过程中，根据激光器(5)发出的激光光斑高度，调整所述第1标志物位置传感器和所述第2标志物位置传感器的窗口高度，使激光器(5)发出的激光光斑高度、所述第1标志物位置传感器的窗口高度和所述第2标志物位置传感器的窗口高度均相同；步骤3，对准第1标志物位置传感器的过程，包括：步骤3.1，第1次正向正镜测量，包括：步骤3.1.1，使激光器(5)平行布置于望远镜(6)的上方，并使横轴码盘(3.1)位于激光器(5)以北；步骤3.1.2，总控制器打开激光器(5)，同时，总控制器对水平旋转单元进行控制，从而使激光器(5)在水平空间旋转，激光器(5)发射出的水平激光逼近第1标志物位置传感器的感应窗口；步骤3.1.3，总控制器继续控制水平旋转单元转动，并使激光器发射出的激光经第1标志物位置传感器的分束镜的透射作用后，水平入射到第1标志物位置传感器的感应窗口边缘，从而使数据采集器采集到感应电压；然后，总控制器控制水平旋转单元继续旋转；由于激光在第1标志物位置传感器的感应窗口的不同位置对应不同的感应电压，当数据采集器采集到指定感应电压时，即表示水平旋转单元旋转到了指定方位并对准第1标志物位置传感器，此时，总控制器控制水平旋转单元停止转动，并得到此时激光器的精确方位，记录此时刻竖轴码盘(2.1)的码盘刻度值N1，由此完成第1次正向正镜测量；步骤3.2，第2次正向倒镜测量，包括：步骤3.2.1，总控制器对垂直旋转单元进行控制，从而带动激光器(5)在垂直空间旋转180°，使激光器(5)平行布置于望远镜(6)的下方，并使横轴码盘(3.1)位于激光器(5)以北；然后锁死垂直旋转单元；步骤3.2.2，然后，总控制器再次对水平旋转单元进行控制，从而使水平旋转单元转动，并使激光器(5)发射出的水平激光经过第1标志物位置传感器的反射镜向上反射作用、再经过第1标志物位置传感器的分束镜的反射作用后，入射到第1标志物位置传感器的感应窗口边缘，从而使数据采集器采集到感应电压；然后，总控制器控制水平旋转单元继续旋转；由于激光在第1标志物位置传感器的感应窗口的不同位置对应不同的感应电压，当数据采集器采集到指定感应电压时，即表示水平旋转单元旋转到了指定方位，此时，总控制器控制水平旋转单元停止转动，主控制器得到此时激光器的精确方位，记录此时刻竖轴码盘(2.1)的码盘刻度值N2，由此完成第2次正向倒镜测量；步骤3.3，第3次反向正镜测量，包括：步骤3.3.1，使激光器(5)平行布置于望远镜(6)的上方，并使横轴码盘(3.1)位于激光器(5)以南；步骤3.3.2，总控制器打开激光器(5)，同时，总控制器对水平旋转单元进行控制，从而使激光器(5)在水平空间旋转，激光器(5)发射出的水平激光逼近第1标志物位置传感器的感应窗口；步骤3.3.3，总控制器继续控制水平旋转单元转动，并使激光器发射出的激光经第1标志物位置传感器的分束镜的透射作用后，水平入射到第1标志物位置传感器的感应窗口边缘，从而使数据采集器采集到感应电压；然后，总控制器控制水平旋转单元继续旋转；由于激光在第1标志物位置传感器的感应窗口的不同位置对应不同的感应电压，当数据采集器采集到指定感应电压时，即表示水平旋转单元旋转到了指定方位并对准第1标志物位置传感器，此时，总控制器控制水平旋转单元停止转动，并得到此时激光器的精确方位，记录此时刻竖轴码盘(2.1)的码盘刻度值N3，由此完成第3次反向正镜测量；步骤3.4，第4次反向倒镜测量，包括：步骤3.4.1，使激光器(5)平行布置于望远镜(6)的下方，并使横轴码盘(3.1)位于激光器(5)以南；步骤3.4.2，然后，总控制器再次对水平旋转单元进行控制，从而使水平旋转单元转动，并使激光器(5)发射出的水平激光经过第1标志物位置传感器的反射镜向上反射作用、再经过第1标志物位置传感器的分束镜的反射作用后，入射到第1标志物位置传感器的感应窗口边缘，从而使数据采集器采集到感应电压；然后，总控制器控制水平旋转单元继续旋转；由于激光在第1标志物位置传感器的感应窗口的不同位置对应不同的感应电压，当数据采集器采集到指定感应电压时，即表示水平旋转单元旋转到了指定方位，此时，总控制器控制水平旋转单元停止转动，主控制器得到此时激光器的精确方位，记录此时刻竖轴码盘(2.1)的码盘刻度值N4，由此完成第4次反向倒镜测量；步骤3.5，N1、N2、N3和N4求均值，即为第1标志物方位度盘值N0；步骤4，对准第2标志物位置传感器的过程，包括：步骤4.1，第1次正向正镜测量，包括：步骤4.1.1，使激光器(5)平行布置于望远镜(6)的上方，并使横轴码盘(3.1)位于激光器(5)以北；步骤4.1.2，总控制器对水平旋转单元进行控制，从而使激光器(5)在水平空间旋转，激光器(5)发射出的水平激光逼近第2标志物位置传感器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获取室内标志物地理方位角的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在室外固定安装第1标志物位置传感器，在室内等高度固定安装第2标志物位置传感器；其中，第1标志物位置传感器相对于被测仪器墩的地理方位角通过室外差分GPS或者天文经纬仪获得，为已知值；所述第1标志物位置传感器和所述第2标志物位置传感器的结构相同，均为一种实现同一个PSD传感器对两路不同高度入射激光进行方位测量的传感器，包括：外壳体(4.1)、分束镜(4.2)、反射镜(4.3)和PSD位置传感器(4.4)；所述分束镜(4.2)呈45度角倾斜固定于所述外壳体(4.1)的内部；在所述分束镜(4.2)的透射光路上，固定安装所述PSD位置传感器(4.4)；所述反射镜(4.3)位于所述分束镜(4.2)的正下方，所述反射镜(4.3)的反射面与所述分束镜(4.2)的分光面平行设置；步骤2，在室内固定安装自动化激光经纬仪，所述自动化激光经纬仪包括支撑底座(1)、水平旋转单元(2)、垂直旋转单元(3)和激光器(5)；所述垂直旋转单元(3)用于使所述激光器(5)在垂直空间中旋转并自动记录旋转角度值，所述垂直旋转单元(3)包括垂直旋转驱动电机以及用于记录垂直旋转度数的横轴码盘(3.1)；所述水平旋转单元(2)用于使所述激光器(5)在水平空间中旋转并自动记录旋转角度值，所述水平旋转单元(2)包括水平旋转驱动电机以及用于记录水平旋转度数的竖轴码盘(2.1)；在仪器架设过程中，根据激光器(5)发出的激光光斑高度，调整所述第1标志物位置传感器和所述第2标志物位置传感器的窗口高度，使激光器(5)发出的激光光斑高度、所述第1标志物位置传感器的窗口高度和所述第2标志物位置传感器的窗口高度均相同；步骤3，对准第1标志物位置传感器的过程，包括：步骤3.1，第1次正向正镜测量，包括：步骤3.1.1，使激光器(5)平行布置于望远镜(6)的上方，并使横轴码盘(3.1)位于激光器(5)以北；步骤3.1.2，总控制器打开激光器(5)，同时，总控制器对水平旋转单元进行控制，从而使激光器(5)在水平空间旋转，激光器(5)发射出的水平激光逼近第1标志物位置传感器的感应窗口；步骤3.1.3，总控制器继续控制水平旋转单元转动，并使激光器发射出的激光经第1标志物位置传感器的分束镜的透射作用后，水平入射到第1标志物位置传感器的感应窗口边缘，从而使数据采集器采集到感应电压；然后，总控制器控制水平旋转单元继续旋转；由于激光在第1标志物位置传感器的感应窗口的不同位置对应不同的感应电压，当数据采集器采集到指定感应电压时，即表示水平旋转单元旋转到了指定方位并对准第1标志物位置传感器，此时，总控制器控制水平旋转单元停止转动，并得到此时激光器的精确方位，记录此时刻竖轴码盘(2.1)的码盘刻度值N1，由此完成第1次正向正镜测量；步骤3.2，第2次正向倒镜测量，包括：步骤3.2.1，总控制器对垂直旋转单元进行控制，从而带动激光器(5)在垂直空间旋转180°，使激光器(5)平行布置于望远镜(6)的下方，并使横轴码盘(3.1)位于激光器(5)以北；然后锁死垂直旋转单元；步骤3.2.2，然后，总控制器再次对水平旋转单元进行控制，从而使水平旋转单元转动，并使激光器(5)发射出的水平激光经过第1标志物位置传感器的反射镜向上反射作用、再经过第1标志物位置传感器的分束镜的反射作用后，入射到第1标志物位置传感器的感应窗口边缘，从而使数据采集器采集到感应电压；然后，总控制器控制水平旋转单元继续旋转；由于激光在第1标志物位置传感器的感应窗口的不同位置对应不同的感应电压，当数据采集器采集到指定感应电压时，即表示水平旋转单元旋转到了指定方位，此时，总控制器控制水平旋转单元停止转动，主控制器得到此时激光器的精确方位，记录此时刻竖轴码盘(2.1)的码盘刻度值N2，由此完成第2次正向倒镜测量；步骤3.3，第3次反向正镜测量，包括：步骤3.3.1，使激光器(5)平行布置于望远镜(6)的上方，并使横轴码盘(3.1)位于激光器(5)以南；步骤3.3.2，总控制器打开激光器(5)，同时，总控制器对水平旋转单元进行控制，从而使激光器(5)在水平空间旋转，激光器(5)发射出的水平激光逼近第1标志物位置传感器的感应窗口；步骤3.3.3，总控制器继续控制水平旋转单元转动，并使激光器发射出的激光经第1标志物位置传感器的分束镜的透射作用后，水平入射到第1标志物位置传感器的感应窗口边缘，从而使数据采集器采集到感应电压；然后，总控制器控制水平旋转单元继续旋转；由于激光在第1标志物位置传感器的感应窗口的不同位置对应不同的感应电压，当数据采集器采集到指定感应电压时，即表示水平旋转单元旋转到了指定方位并对准第1标志物位置传感器，此时，总控制器控制水平旋转单元停止转动，并得到此时激光器的精确方位，记录此时...

【技术特征摘要】
1.一种获取室内标志物地理方位角的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在室外固定安装第1标志物位置传感器，在室内等高度固定安装第2标志物位置传感器；其中，第1标志物位置传感器相对于被测仪器墩的地理方位角通过室外差分GPS或者天文经纬仪获得，为已知值；所述第1标志物位置传感器和所述第2标志物位置传感器的结构相同，均为一种实现同一个PSD传感器对两路不同高度入射激光进行方位测量的传感器，包括：外壳体(4.1)、分束镜(4.2)、反射镜(4.3)和PSD位置传感器(4.4)；所述分束镜(4.2)呈45度角倾斜固定于所述外壳体(4.1)的内部；在所述分束镜(4.2)的透射光路上，固定安装所述PSD位置传感器(4.4)；所述反射镜(4.3)位于所述分束镜(4.2)的正下方，所述反射镜(4.3)的反射面与所述分束镜(4.2)的分光面平行设置；步骤2，在室内固定安装自动化激光经纬仪，所述自动化激光经纬仪包括支撑底座(1)、水平旋转单元(2)、垂直旋转单元(3)和激光器(5)；所述垂直旋转单元(3)用于使所述激光器(5)在垂直空间中旋转并自动记录旋转角度值，所述垂直旋转单元(3)包括垂直旋转驱动电机以及用于记录垂直旋转度数的横轴码盘(3.1)；所述水平旋转单元(2)用于使所述激光器(5)在水平空间中旋转并自动记录旋转角度值，所述水平旋转单元(2)包括水平旋转驱动电机以及用于记录水平旋转度数的竖轴码盘(2.1)；在仪器架设过程中，根据激光器(5)发出的激光光斑高度，调整所述第1标志物位置传感器和所述第2标志物位置传感器的窗口高度，使激光器(5)发出的激光光斑高度、所述第1标志物位置传感器的窗口高度和所述第2标志物位置传感器的窗口高度均相同；步骤3，对准第1标志物位置传感器的过程，包括：步骤3.1，第1次正向正镜测量，包括：步骤3.1.1，使激光器(5)平行布置于望远镜(6)的上方，并使横轴码盘(3.1)位于激光器(5)以北；步骤3.1.2，总控制器打开激光器(5)，同时，总控制器对水平旋转单元进行控制，从而使激光器(5)在水平空间旋转，激光器(5)发射出的水平激光逼近第1标志物位置传感器的感应窗口；步骤3.1.3，总控制器继续控制水平旋转单元转动，并使激光器发射出的激光经第1标志物位置传感器的分束镜的透射作用后，水平入射到第1标志物位置传感器的感应窗口边缘，从而使数据采集器采集到感应电压；然后，总控制器控制水平旋转单元继续旋转；由于激光在第1标志物位置传感器的感应窗口的不同位置对应不同的感应电压，当数据采集器采集到指定感应电压时，即表示水平旋转单元旋转到了指定方位并对准第1标志物位置传感器，此时，总控制器控制水平旋转单元停止转动，并得到此时激光器的精确方位，记录此时刻竖轴码盘(2.1)的码盘刻度值N1，由此完成第1次正向正镜测量；步骤3.2，第2次正向倒镜测量，包括：步骤3.2.1，总控制器对垂直旋转单元进行控制，从而带动激光器(5)在垂直空间旋转180°，使激光器(5)平行布置于望远镜(6)的下方，并使横轴码盘(3.1)位于激光器(5)以北；然后锁死垂直旋转单元；步骤3.2.2，然后，总控制器再次对水平旋转单元进行控制，从而使水平旋转单元转动，并使激光器(5)发射出的水平激光经过第1标志物位置传感器的反射镜向上反射作用、再经过第1标志物位置传感器的分束镜的反射作用后，入射到第1标志物位置传感器的感应窗口边缘，从而使数据采集器采集到感应电压；然后，总控制器控制水平旋转单元继续旋转；由于激光在第1标志物位置传感器的感应窗口的不同位置对应不同的感应电压，当数据采集器采集到指定感应电压时，即表示水平旋转单元旋转到了指定方位，此时，总控制器控制水平旋转单元停止转动，主控制器得到此时激光器的精确方位，记录此时刻竖轴码盘(2.1)的码盘刻度值N2，由此完成第2次正向倒镜测量；步骤3.3，第3次反向正镜测量，包括：步骤3.3.1，使激光器(5)平行布置于望远镜(6)的上方，并使横轴码盘(3.1)位于激光器(5)以南；步骤3.3.2，总控制器打开激光器(5)，同时，总控制器对水平旋转单元进行控制，从而使激光器(5)在水平空间旋转，激光器(5)发射出的水平激光逼近第1标志物位置传感器的感应窗口；步骤3.3.3，总控制器继续控制水平旋转单元转动，并使激光器发射出的激光经第1标志物位置传感器的分束镜的透射作用后，水平入射到第1标志物位置传感器的感应窗口边缘，从而使数据采集器采集到感应电压；然后，总控制器控制水平旋转单元继续旋转；由于激光在第1标志物位置传感器的感应窗口的不同位置对应不同的感应电压，当数据采集器采集到指定感应电压时，即表示水平旋转单元旋转到了指定方位并对准第1标志物位置传感器，此时，总控制器控制水平旋转单元停止转动，并得到此时激光器的精确方位，记录此时刻竖轴码盘(2.1)的码盘刻度值N3，由此完成第3次反向正镜测量；步骤3.4，第4次反向倒镜测量，包括：步骤3.4.1，使激光器(5)平行布置于望远镜(6)的下方，并使横轴码盘(3.1)位于激光器(5)以南；步骤3.4.2，然后，总控制器再次对水平旋转单元进行控制，从而使水平旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：张策，滕云田，张涛，范晓勇，王晓美，
申请(专利权)人：中国地震局地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11