卫星信号遮蔽区域RTK/UWB组合测图方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供卫星信号遮蔽区域RTK/UWB组合测图方法及系统，所述方法利用RTK定位模式可以测得高精度的坐标，对于卫星信号遮蔽区域利用RTK技术可得到三个或者多个非卫星信号遮蔽区域的点位坐标，然后利用UWB测距技术，分别量测RTK定位点到卫星信号遮蔽区域待求点的距离，根据RTK定位点点位坐标和UWB测距信息，可组网解算待求点的坐标(多于三个RTK点位时平差解算坐标)。本发明专利技术实施例的优点在于：解决了卫星信号遮蔽区域RTK测图问题，测图精度高，作业效率明显优于其他方法，同时方法实践容易、操作简单、自动化程度相对较高。

RTK / UWB combined mapping method and system for satellite signal masking area

The embodiment of the invention provides a RTK / UWB combined mapping method and system for satellite signal masking area. The method can measure high-precision coordinates by using RTK Positioning mode. For satellite signal masking area, the point coordinates of three or more non satellite signal masking areas can be obtained by using RTK technology. Then, the RTK Positioning points are measured to satellite signal masking area respectively by using UWB ranging technology According to the coordinates of RTK Positioning points and UWB ranging information, the coordinates of the points to be calculated can be networked (adjustment solution coordinates when there are more than three RTK points). The embodiment of the invention has the advantages of solving the problem of RTK mapping in satellite signal masking area, high mapping accuracy, obviously superior operation efficiency to other methods, easy practice, simple operation and relatively high degree of automation.

【技术实现步骤摘要】
卫星信号遮蔽区域RTK/UWB组合测图方法及系统
本专利技术涉及数字测图
，尤其涉及一种卫星信号遮蔽区域RTK/UWB组合测图方法及系统。
技术介绍
实时动态(Real-timekinematic，RTK)载波相位差分技术，是一种常用的卫星定位实时测图方法，在开阔地带设置基站采集载波相位数据实时解算并发送给流动站接收机进行差分解算流动站坐标，进行室外实时测图。RTK室外实时测图能达到厘米级测图精度，实时性和快速性极大地提高了测图的作业效率。因为RTK技术属于卫星定位的一种技术，需要接收卫星信号才能实现定位，所以，定位精度受到观测卫星数量的影响，对于遮蔽区域(如城市建筑墙角)无法观测到足够的卫星颗数，导致测图失败。超宽带(UltraWideband，UWB)是一种脉冲无线电通讯技术，根据脉冲无线电的收发时间差可以实现两个UWB设备之间测距。与传统测距技术相比，UWB具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低等多个优点，具有厘米级高精确的定位和测距能力。但RTK技术无法满足卫星信号遮蔽区域高精度测图需求，UWB技术无法满足大范围、高效率的高精度测图需求。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种卫星信号遮蔽区域RTK/UWB组合测图方法及系统，用以解决现有数字测图技术中无法实现卫星信号遮蔽区域高效率、高精度测图问题，具有巨大的实用需求和经济价值。本专利技术实施例提供一种卫星信号遮蔽区域RTK/UWB组合测图方法，包括：在卫星信号遮蔽区域选择一待测点A，放置UWB基站设备；在卫星信号未遮蔽区域选择一B点，放置RTK流动站设备和UWB标签设备；RTK流动站设备，与RTK基站设备保持通讯，并基于RTK差分技术测量B点的坐标；UWB标签设备基于UWB测距技术，计算B点到A点的距离Lb；在卫星信号未遮蔽区域选择一C点，其中C点与B点不重合；控制RTK流动站移动到C点，与RTK基站设备保持通讯，并基于RTK差分技术测量C点的坐标；控制UWB标签设备移动到C点，并基于UWB测距技术量测C点到A点的距离Lc；在卫星信号未遮蔽区域选择一D点，其中D点与C点和B点都不重合；控制RTK流动站移动到D点，与RTK基站保持通讯，并基于RTK差分技术测量D点的坐标；控制UWB标签设备移动到D点，并基于UWB测距技术量测D点到A点的距离Ld；A、B、C和D四点的坐标及Lb、Lc和Ld组成解算网，解算卫星信号遮蔽区域待测点A点的坐标。进一步，所述方法还包括：在卫星信号未遮蔽区域选择至少一个K点，其中K点与B点、C点和D点都不重合；控制RTK流动站移动到K点，与RTK基站保持通讯，并基于RTK差分技术测量K点的坐标；控制UWB标签设备移动到K点，并基于UWB测距技术量测K点到A点的距离LK；相应地，A、B、C、D和K的坐标及Lb、Lc、Ld和LK组成解算网，解算卫星信号遮蔽区域待测点A点的坐标。进一步，解算卫星信号遮蔽区域待测点A点的坐标，进一步包括基于如下解算公式解算待测点坐标(Xa,Ya,Za)：其中，A点三维坐标(Xa,Ya,Za)、B点三维坐标(Xb,Yb,Zb)、C点三维坐标(Xc,Yc,Zc)、D点三维坐标(Xd,Yd,Zd)。进一步，解算卫星信号遮蔽区域待测点A点的坐标，进一步包括基于如下解算公式解算，泰勒展开线性化，使用最小二乘平差解算待测点坐标(Xa,Ya,Za)：其中，A点三维坐标(Xa,Ya,Za)、B点三维坐标(Xb,Yb,Zb)、C点三维坐标(Xc,Yc,Zc)、D点三维坐标(Xd,Yd,Zd),K点三维坐标(Xk,Yk,Zk)。根据本专利技术第二个方面，提供一种测图系统，包括UWB基站设备、RTK流动站设备RTK基站设备和UWB标签设备：在卫星信号遮蔽区域选择一待测点A，放置UWB基站设备；在卫星信号未遮蔽区域选择一B点，放置RTK流动站设备和UWB标签设备；RTK流动站设备，与RTK基站设备保持通讯，并基于RTK差分技术测量B点的坐标；UWB标签设备基于UWB测距技术，计算B点到A点的距离Lb；在卫星信号未遮蔽区域选择一C点，其中C点与B点不重合；控制RTK流动站移动到C点，与RTK基站设备保持通讯，并基于RTK差分技术测量C点的坐标；控制UWB标签设备移动到C点，并基于UWB测距技术量测C点到A点的距离Lc；在卫星信号未遮蔽区域选择一D点，其中D点与C点和B点都不重合；控制RTK流动站移动到D点，与RTK基站保持通讯，并基于RTK差分技术测量D点的坐标；控制UWB标签设备移动到D点，并基于UWB测距技术量测D点到A点的距离Ld；A、B、C和D四点的坐标及Lb、Lc和Ld组成解算网，电子设备用于解算卫星信号遮蔽区域待测点A点的坐标。进一步，在卫星信号未遮蔽区域选择至少一个K点，其中K点与B点、C点和B点都不重合；控制RTK流动站移动到K点，与RTK基站保持通讯，并基于RTK差分技术测量K点的坐标；控制UWB标签设备移动到K点，并基于UWB测距技术量测K点到A点的距离LK；相应地，A、B、C、D和K的坐标及Lb、Lc、Ld和LK组成解算网，解算卫星信号遮蔽区域待测点A点的坐标。进一步，电子设备进一步用于基于如下解算公式解算待测点坐标(Xa,Ya,Za)：其中，A点三维坐标(Xa,Ya,Za)、B点三维坐标(Xb,Yb,Zb)、C点三维坐标(Xc,Yc,Zc)、D点三维坐标(Xd,Yd,Zd)。进一步，电子设备进一步用于基于如下解算公式解算，泰勒展开线性化，使用最小二乘平差解算待测点坐标(Xa,Ya,Za)：其中，A点三维坐标(Xa,Ya,Za)、B点三维坐标(Xb,Yb,Zb)、C点三维坐标(Xc,Yc,Zc)、D点三维坐标(Xd,Yd,Zd),K点三维坐标(Xk,Yk,Zk)。一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述测图方法的步骤。一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述测图方法的步骤。本专利技术实施例提供一种卫星信号遮蔽区域RTK/UWB组合测图方法及系统，所述方法利用RTK定位模式可以测得高精度的坐标，对于卫星信号遮蔽区域利用RTK技术可得到三个或者多个非卫星信号遮蔽区域的点位坐标，然后利用UWB测距技术，分别量测RTK定位点到卫星信号遮蔽区域待求点的距离，根据RTK定位点点位坐标和UWB测距信息，可组网解算待求点的坐标(多于三个RTK点位时平差解算坐标)。对于卫星信号遮蔽区域测图，RTK/UWB组合测图效率要远高于传统全站仪等手段，同时测图成本低于、精度优于GNSS差分与惯性测量组合测图，操作复杂度也明显低于其他方法。本专利技术的优点主要在于：解决了卫星信号遮蔽区域RTK测图问题，作业效率、测图精度明显优于其他方法，同时方法实践容易本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测图方法，其特征在于，包括以下步骤：/n在卫星信号遮蔽区域选择一待测点A，放置UWB基站设备；在卫星信号未遮蔽区域选择一B点，放置RTK流动站设备和UWB标签设备；/nRTK流动站设备，与RTK基站设备保持通讯，并基于RTK差分技术测量B点的坐标；UWB标签设备基于UWB测距技术，计算B点到A点的距离L

【技术特征摘要】
1.一种测图方法，其特征在于，包括以下步骤：
在卫星信号遮蔽区域选择一待测点A，放置UWB基站设备；在卫星信号未遮蔽区域选择一B点，放置RTK流动站设备和UWB标签设备；
RTK流动站设备，与RTK基站设备保持通讯，并基于RTK差分技术测量B点的坐标；UWB标签设备基于UWB测距技术，计算B点到A点的距离Lb；
在卫星信号未遮蔽区域选择一C点，其中C点与B点不重合；控制RTK流动站移动到C点，与RTK基站设备保持通讯，并基于RTK差分技术测量C点的坐标；控制UWB标签设备移动到C点，并基于UWB测距技术量测C点到A点的距离Lc；
在卫星信号未遮蔽区域选择一D点，其中D点与C点和B点都不重合；控制RTK流动站移动到D点，与RTK基站保持通讯，并基于RTK差分技术测量D点的坐标；控制UWB标签设备移动到D点，并基于UWB测距技术量测D点到A点的距离Ld；
A、B、C和D四点的坐标及Lb、Lc和Ld组成解算网，解算卫星信号遮蔽区域待测点A点的坐标。


2.根据权利要求1所述的测图方法，其特征在于，所述方法还包括：
在卫星信号未遮蔽区域选择至少一个K点，其中K点与B点、C点和D点都不重合；控制RTK流动站移动到K点，与RTK基站保持通讯，并基于RTK差分技术测量K点的坐标；控制UWB标签设备移动到K点，并基于UWB测距技术量测K点到A点的距离LK；
相应地，A、B、C、D和K的坐标及Lb、Lc、Ld和LK组成解算网，平差解算卫星信号遮蔽区域待测点A点的坐标。


3.根据权利要求1所述的测图方法，其特征在于，解算卫星信号遮蔽区域待测点A点的坐标，进一步包括基于如下解算公式解算待测点坐标(Xa,Ya,Za)：



其中，A点三维坐标(Xa,Ya,Za)、B点三维坐标(Xb,Yb,Zb)、C点三维坐标(Xc,Yc,Zc)、D点三维坐标(Xd,Yd,Zd)。


4.根据权利要求2所述的测图方法，其特征在于，解算卫星信号遮蔽区域待测点A点的坐标，进一步包括基于如下解算公式解算，泰勒展开线性化，使用最小二乘平差解算待测点坐标(Xa,Ya,Za)：



其中，A点三维坐标(Xa,Ya,Za)、B点三维坐标(Xb,Yb,Zb)、C点三维坐标(Xc,Yc,Zc)、D点三维坐标(Xd,Yd,Zd),K点三维坐标(Xk,Yk,Zk)。


5.一种测图系统，其特征在于，包括UWB基站设备、RTK流动站设备RTK基站设备和UWB标签设备：
在卫星信号遮蔽区域选择一待测点A，放置UWB基站设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩厚增，杨燈，王坚，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京;11