气象改正装置及基于气象改正装置的光电测距系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种气象改正装置及基于气象改正装置的光电测距系统，系统包括气象改正装置、光电测距仪器和反射装置，所述气象改正装置包括无人机和相应地面操控模块，地面操控系统和无人机建立无线通讯；所述无人机上搭载设置通讯模块、GNSS模块、温度传感器、气压传感器、湿度传感器和存储模块。本实用新型专利技术系统结构简单，模块分工明确，方案易于实现。本实用新型专利技术所提供装置系统能够用于精确地测定测距信号传播路径上的气象元素，可以极大地减少现有技术中的气象元素代表性误差，从而提高光电测距的精度，为高精度测量提供可靠的保障。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于大地测量与工程测量领域，尤其涉及一种气象改正装置及基于气象改正装置的光电测距系统。
技术介绍
当前，光电测距被广泛地运用于大地测量和工程测量领域。所谓光电测距包括电磁波测距、激光测距和红外光测距，典型的仪器包括激光测距仪、全站仪、三维激光扫描仪等。由于光波或电磁波在大气中传播时，会产生速度的改变并造成不可忽略的影响，因此为了得到高精度的测距结果，需要对距离观测值施加气象改正。由于条件的限制，目前最常用的方法是在仪器和目标处同时测定干湿温度和气压等气象元素，然后取两处的平均值代入公式计算气象改正。由于测距信号实际传播路径上的气象元素分布并没有固定的规律，因而这种方法的误差较大，特别是在大气的分布不均匀时，将给测距带来极大的误差。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供了一种能够用于精确测定测距信号传播路径上的气象元素并进行光电测距气象改正的装置设备。本技术技术方案提供一种基于气象改正装置的光电测距系统，包括气象改正装置、光电测距仪器和反射装置，反射装置设于目标点处，所述气象改正装置包括无人机和相应地面操控模块，地面操控系统和无人机建立无线通讯连接；所述无人机上搭载设置通讯模块、GNSS模块、温度传感器、气压传感器、湿度传感器和存储模块。而且，光电测距仪器和目标点处分别设置观测墩，反射装置和光电测距仪器分别安置在相应观测墩上。而且，所述反射装置为反射棱镜或反射片或直接利用目标点处物体自身表面。r>而且，在气象改正装置中设置自动驾驶模块，并搭载于无人机上。而且，所述GNSS模块包括天线和接收板卡，天线和接收板卡连接。本技术还提供一种光电测距的气象改正装置，包括无人机和相应地面操控模块，地面操控系统和无人机建立无线通讯连接；所述无人机上搭载设置通讯模块、GNSS模块、温度传感器、气压传感器、湿度传感器和存储模块。而且，设置自动驾驶模块，并搭载于无人机上。而且，所述GNSS模块包括天线和接收板卡，天线和接收板卡连接。本技术提供一种气象改正装置及基于气象改正装置的光电测距系统，系统结构简单，模块分工明确，方案易于实现。本技术所提供设备能够用于精确地测定测距信号传播路径上的气象元素，可以极大地减少现有技术中的气象元素代表性误差，从而提高光电测距的精度，为高精度测量提供可靠的保障。附图说明图1为本技术实施例的气象改正装置结构图。图2为本技术的系统结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术技术方案进行说明。参见图1，本技术实施例提供一种气象改正装置，包括：地面操控模块12，用于控制无人机的飞行状态；无人机11，用于沿测距信号传播路径飞行；通讯模块13，用于无人机和地面操控模块之间的数据交互；GNSS模块14，进一步包括天线和接收板卡，用于提供坐标和时间信息，天线和接收板卡连接；温度传感器15，用于测定当前位置的温度；气压传感器16，用于测定当前位置的气压；湿度传感器17，用于测定当前位置的湿度；存储模块18，用于记录前述的时间、坐标、温度、气压、湿度信息。所述地面操控系统12和无人机11通过无线电通讯方式进行通讯；所述通讯模块13、GNSS模块14、温度传感器15、气压传感器16、湿度传感器17、存储模块18均搭载于无人机11上。具体实施时，各部分可采用已有产品。由于无人机11体积小、移动灵活、操控方便，并配以GNSS定位，因此可以精确地按照预定的航线飞行。无人机11一般内置有中央处理芯片，通讯模块13、GNSS模块14、温度传感器15、气压传感器16、湿度传感器17、存储模块18分别与中央处理芯片连接，实现数据采集存储等控制。具体使用时，预定航线根据光电测距仪器和目标的概略坐标生成，而光电测距仪器和目标的概略坐标可以事先通过多种已有技术轻易地得到，包括用GNSS方法或光电测距仪器测定(此时对于距离的改正可暂且采用已有技术)，其精度并不需要太高，达到分米甚至米级足矣。本技术所述测距信号包括电磁波、激光、红外光，所述光电测距仪器是指使用前述测距信号中的至少一种信号来进行测距的仪器，包含但不限于激光测距仪、全站仪、三维激光扫描仪。作为优选的，无人机可进一步搭载自动驾驶模块19，以便其可以在与地面操控系统通讯中断、甚至不需要地面操控系统的情况下，仍能按照预定的轨迹和方案飞行。作为优选的，温度传感器15的精度应达到0.2℃，气压传感器的精度应达到0.5hpa，湿度传感器的精度应达到10％，以便确保所测气象元素及由此计算得到的气象改正值的精度。作为优选的，GNSS模块14可进一步采用差分定位方式，所述差分定位方式包括单基站RTK、网络RTK、单基站RTD、网络RTD、广域差分、星载差分、后处理伪距差分、后处理相位差分等，采用差分定位方式进一步提高GNSS定位精度，使航线更加精确地逼近测距信号的传播路径。在本实施例中，无人机采用四旋翼型；GNSS模块14包含GNSS天线和接收板卡，其中GNSS天线固定在无人机上部，接收板卡置于无人机内部，GNSS定位采用网络RTK方法，从而可以实时地得到cm级精度的坐标；无人机搭载的各传感器精度为：温度传感器精度0.1℃，气压传感器精度0.3hPa，湿度传感器精度10％；存储模块内存8G；无人机同时带有自动驾驶模块，将设计航线及相关参数设置好后即可实现自动智能飞行。本技术相应提供了基于气象改正装置的光电测距系统，包括气象改正装置、光电测距仪器和反射装置，反射装置设于目标点处，所述气象改正装置包括无人机和相应地面操控模块，地面操控系统和无人机建立无线通讯连接；所述无人机上搭载设置通讯模块、GNSS模块、温度传感器、气压传感器、湿度传感器和存储模块。参见图2，在实施例中，全站仪21用于测定仪器至目标处22的距离，所述目标点22上架有反射棱镜，反射棱镜和全站仪21均安置在观测墩23上。为便于实施参考期起见，提供利用本技术所提供系统减少传统测量方法的气象元素代表性误差时，建议采用的工作过程如下步骤：步骤1，获取光电测距仪器和目标点的概略坐标，并求出二者所确定的直线方程，作为无人机飞行的设计航线31；所述目标点上可以架设反射棱镜、反射片或直接利用物体自身表面反射测距信号，所述概略坐标的精度在10米左右即可：步骤2，将设计航线输入地面操控模块，设置好气象元素采样间隔、飞行速度、飞行往返次数等参数：实施例中，本领域技术人员将设计航线输入地面操控模块12和自动驾驶模块19，设置各气象传感器15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于气象改正装置的光电测距系统，其特征在于：包括气象改正装置、光电测距仪器和反射装置，反射装置设于目标点处，所述气象改正装置包括无人机和相应地面操控模块，地面操控系统和无人机建立无线通讯连接；所述无人机上搭载设置通讯模块、GNSS模块、温度传感器、气压传感器、湿度传感器和存储模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于气象改正装置的光电测距系统，其特征在于：包括气象改正装置、光电测距仪器
和反射装置，反射装置设于目标点处，所述气象改正装置包括无人机和相应地面操控模块，
地面操控系统和无人机建立无线通讯连接；所述无人机上搭载设置通讯模块、GNSS模块、
温度传感器、气压传感器、湿度传感器和存储模块。
2.根据权利要求1所述基于气象改正装置的光电测距系统，其特征在于：光电测距仪器和目
标点处分别设置观测墩，反射装置和光电测距仪器分别安置在相应观测墩上。
3.根据权利要求2所述基于气象改正装置的光电测距系统，其特征在于：所述反射装置为反
射棱镜或反射片或直接利用目标点处物体自身表面。
4.根据权利要求1或2或3所述基于气象改正装置的光电测距系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：章迪，郭际明，梅文胜，许毅，蔡婧，王威，赵胤植，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42