一种双经纬仪基线灵活引北方法技术

本发明专利技术的名称为：一种双经纬仪基线灵活引北方法。属于双经纬仪线段指向测量基线(双经纬仪连线)北向引入通用技术领域。解决了双经纬仪摆放较近，采用坐标推算法以及卫星测北法导致引入基线北向误差较大的技术问题。该方法可根据不同经纬仪数量(两台或三台)、不同赋北方式(自主寻北或利用已知北向赋北)，建立二经纬仪、三经纬仪、二转三经纬仪引北模型，实现双经纬仪基线灵活引北。二经纬仪引北模型J

【技术实现步骤摘要】
一种双经纬仪基线灵活引北方法


[0001]本专利技术涉及双经纬仪基线(双经纬仪连线)北向通用引入方法。

技术介绍

[0002]双经纬仪测量法作为空间线段高低角、方位角测量的一种重要手段，有着精度高、易实施等优点被广泛应用。为了精确测量空间线段绝对指向，当双经纬仪位置确定后，需要精确给出双经纬仪连线北向，即基线北向。双经纬仪基线可根据两台经纬仪摆放位置坐标推算获得，也可以在两台经纬仪上各安装一个卫星测北仪终端，通过卫星测北方法获得基线北向。但当两台经纬仪摆放较近，就会受到坐标推算法以及卫星测北法由于距离较近时误差较大的影响。因此采用坐标推算法或卫星测北方法均不适用。
[0003]为解决以上问题，本专利技术提出双经纬仪基线北向确定方法，即引北方法。该方法建立了二经纬仪、三经纬仪、二转三经纬仪引北模型，支持自主寻北和利用已知北向赋北。对线段进行绝对指向测量时，可不受场地大小限制，在室内外均方便可实现双经纬仪基线高精度灵活引北操作。
[0004]自主寻北指通过系统自带的卫星测北仪寻北，将测北仪移动站固定在经纬仪上，用经纬仪瞄准测北仪基准站，即获得了经纬仪与测北仪基准站连线北向。也可以采用陀螺经纬仪获取北向。已知北向赋北指利用已知点与远方标准点北向，将其中一台经纬仪对中、调平、瞄准远方标准点，再通过双经纬仪对瞄，即获得了双经纬仪连线北向。
[0005]北向通常用坐标北或真北来表示。无论是自主寻北或已知北向赋北，得到的都是一台经纬仪与某个远方瞄准点的北向。要根据自主寻北或已知北向赋北获得基线北向，必须建立引北模型。本专利技术示例中所有经纬仪均设为右盘显示，即右旋经纬仪时，读数逐渐增加。当全部经纬仪设置为左盘时，公式也可使用。

技术实现思路

[0006]专利技术了一种双经纬仪基线灵活引北方法，该方法可根据不同经纬仪数量(两台或三台)、不同赋北方式(自主寻北或利用已知北向赋北)，即通过已知北向、卫星测北仪、陀螺经纬仪等方式，建立二经纬仪、三经纬仪、二转三经纬仪引北模型，实现双经纬仪基线灵活引北。
附图说明
[0007]图1二经纬仪引北示意图(已知北向赋北)；
[0008]图2二经纬仪引北示意图(卫星测北仪)
[0009]图3二经纬仪引北示意图(陀螺经纬仪)；
[0010]图4三经纬仪引北示意图(已知北向赋北)；
[0011]图5三经纬仪引北示意图(卫星测北仪)；
[0012]图6三经纬仪引北示意图(陀螺经纬仪)；
[0013]图7二转三经纬仪引北示意图(已知北向赋北)。
具体实施方式
[0014]1.二经纬仪引北模型
[0015]系统只有两台经纬仪，其中一台既作为引北经纬仪又作为测量指向的双经纬仪之一，该经纬仪在引北过程中位置不变，如图1～图3所示。由于引北经纬仪架于已知点上，在进行指向测量时，引北经纬仪位置必须不变，这就要求被测指向空间线段也在已知点附近，且便于经纬仪观测的位置。
[0016]二经纬仪引北过程如下：双经纬仪架设好后，对瞄置零，被测空间线段起点位置一侧经纬仪称为起点经纬仪，终点一侧经纬仪称为终点经纬仪，两经纬仪连线即为基线，方向由起点经纬仪指向终点经纬仪。另一个方面来说，基线方位角与空间线段指向的方位角小于180
°
。
[0017]对于陀螺经纬仪引北方式，其中一台引北经纬仪为陀螺经纬仪，可直接观瞄另一台经纬仪作为基准寻北方向，假设该指向为J
北
。若终点经纬仪为陀螺经纬仪，基线北向为
‑
J
北
；若起点经纬仪为陀螺经纬仪，基线北向为J
北
。
[0018]对于已知北向赋北与测北仪自主寻北两种方式，引北经纬仪架设于已知点或安装测北仪移动站。假设引北经纬仪至远方标志物或测北仪基准站的北向为J
北
。
[0019]1)引北经纬仪为终点经纬仪
[0020]引北经纬仪(终点经纬仪)观瞄远方标志物或测北仪基准站读数的弧度为J
终点
。此时，基线方位角为
[0021]J
基北
＝J
北
‑
J
终点
+π
[0022]2)引北经纬仪为起点经纬仪
[0023]引北经纬仪(起点经纬仪)观瞄远方标志物或测北仪基准站读数的弧度为J
起点
。此时，基线方位角为
[0024]J
基北
＝J
北
‑
J
起点
+2π
[0025]完成以上引北操作后，若J
基北
≥2π或J
基北
＜0，则需要将J
基北
加减2π的整数倍，使其方位角弧度值在[0，2π)之间，后续引北方式获得的基线北向结果也需要进行类似处理。
[0026]2.三经纬仪引北模型
[0027]系统有三台经纬仪，其中一台作为引北经纬仪，另外两台作为测量指向的双经纬仪。引北及指向测量操作时，三台经纬仪位置均不改变。测量全过程中引北经纬仪位置不变，测量指向双经纬仪可以架设于被测空间线段一侧，只要引北经纬仪可以与双经纬仪中一台经纬仪对瞄即可进行基线引北，如图4～图6所示。
[0028]三经纬仪引北过程如下：引北经纬仪架设于已知点，或者采用陀螺经纬仪，或者在经纬仪上安装测北仪移动站，观瞄远方标志物或基准站时置零。假设引北经纬仪至远方标志物或测北仪基准站的北向为J
北
。双经纬仪架设好后，对瞄置零。引北经纬仪与双经纬仪中一台经纬仪对瞄，架设引北经纬仪读数为J3。
[0029]1)引北经纬仪与终点经纬仪对瞄
[0030]终点经纬仪读数为J
终点
，基线方位角为
[0031]J
基北
＝J
北
+J3‑
J
终点
[0032]2)引北经纬仪与起点经纬仪对瞄
[0033]起点经纬仪读数为J
起点
，基线方位角为
[0034]J
基北
＝J
北
+J3‑
J
起点
+π
[0035]3.二转三经纬仪引北模型
[0036]系统只有两台经纬仪，其中一台既作为引北经纬仪又作为测量指向双经纬仪之一，首先作为引北经纬仪时架设在一个位置，之后作为测量指向经纬仪时架设在另一个位置，称该经纬仪为移动经纬仪。只有由已知北向赋北手段进行引北时，才需要二经纬仪转三经纬仪引北，用两台经纬仪等效完成三经纬仪引北操作，如图7所示。相比二经纬仪引北，被测空间线段无需停在已知点附近，只需移动经纬仪即可。
[0037]二经纬仪转三经纬仪引北过程如下：在已知点架设移动经纬仪，观瞄远方标志物置零；另一台经纬仪作为测量指向的双经纬仪之一放置于被测空间线段一侧测量位置；移动经纬仪与引北经纬仪对瞄，移动经纬仪读数为J
移动
，将另一台经纬仪置零。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双经纬仪基线灵活引北方法，特征在于，由以下三个具体引北模型组成：二经纬仪引北模型、三经纬仪引北模型、二转三经纬仪引北模型。2.权利要求1中所述二经纬仪引北模型，特征在于系统只有两台经纬仪，其中一台既作为引北经纬仪又作为测量指向的双经纬仪之一，该经纬仪在引北过程中位置不变，如图1～图3所示。由于引北经纬仪架于已知点上，在进行空间线段测量时，引北经纬仪位置必须不变，这就要求待测指向的空间线段也应在已知点附近，且便于经纬仪观测的位置。3.权利要求1中所述三经纬仪引北模型，特征在于系统有三台经纬仪，其中一台作为引北经纬仪，另外两台作为测量指向的双经纬仪。引北及指向测量操作时，三台经纬仪位置均不改变。测试全过程中引北经纬仪位置不变，测量指向双经纬仪可以架设于待测空间线段一侧，只要引北经纬仪可以与双经纬仪中一台经纬仪对瞄即可进行基线引北，如图4～图6所示。4.权利要求1中所述二转三经纬仪引北模型，特征在于系统只有两台经纬仪，其中一台既作为引北经纬仪又作为测量指向双经纬仪之一，首先作为引北经纬仪时架设在一个位置，之后作为测量指向经纬仪时架设在另一个位置，称该经纬仪为移动经纬仪。只有由已知北向赋北手段进行引北时，才需要二转三经纬仪引北，用两台经纬仪等效完成三经纬仪引北操作，如图7所示。相比二经纬仪引北，被测指向的空间线段无需在已知点附近，只需移动经纬仪即可。5.权利要求2中二经纬仪引北过程如下：5a)双经纬仪架设好后，对瞄置零；5b)对于陀螺经纬仪引北方式，其中一台引北经纬仪为陀螺经纬仪，可直接观瞄另一台经纬仪作为基准寻北方向，假设该指向为J
北
。若终点经纬仪为陀螺经纬仪，基线北向为
‑
J
北
；若起点经纬仪为陀螺经纬仪，基线北向为J
北
；5c)对于已知北向赋北与测北仪自主寻北两种方式，引北经纬仪架设于已知点或安装测北仪移动站。假设引北经纬仪至远方标志物或测北仪基准站的北向为J
北
。(1)引北经纬仪为终点经纬仪引北经纬仪(终点经纬仪)观瞄远方标志物或测北仪基准站读数的弧度为J
终点
。此时，基线方位角为J
基北
＝J
北
‑
J
终点
+π(2)引北经纬仪为起点经纬仪引北经纬仪(起点经纬仪)观瞄远方标志物或测北仪基准站读数的弧度为J
起点
。此时，基线方位角为J

【专利技术属性】
技术研发人员：马新，马威，
申请(专利权)人：马威，
类型：发明
国别省市：