【技术实现步骤摘要】
本申请的实施例涉及gnss定位和高程测量，特别涉及一种多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统及其控制方法。
技术介绍
1、gnss(global navigation satellite system，全球导航卫星系统)定位技术是一种被普遍认可、广泛接受的追踪定位技术，该技术可以对人员、动物、资产、车辆等进行追踪定位，并提供航向、速度、时间等数据。目前的gnss定位技术主要分为测距码测量和载波相位测量两种，测距码测量方式可以实现米级的定位精度，而载波相位测量方式理论上可实现毫米级的定位精度。
2、影响gnss定位精度的因素主要有三类，即卫星相关误差，传播路径相关误差、以及接收机相关误差，而在如何处理这些误差以提高gnss定位和高程数据测量精度的问题上，国内外各团队研究的主流方法主要可以分为差分方法和非差分方法两大方向。差分方法的主要代表技术为rtk(real time kinematic，实时动态定位)技术，非差分方法的主要代表技术为ppp(precise point position，精密单点定位)技术。在研究进行中，有团队将rtk技术与ppp结合起来，提出了一种ppp技术和rtk技术融合使用的方案，简称为ppp-rtk技术。
3、在理想状态下，rtk技术的定位精度可达到毫米级，ppp技术的定位精度可达到厘米级至分米级，ppp-rtk技术的定位精度在网络畅通且延迟小的情况下与rtk技术相当，在网络差或无网络情况下则降级为厘米级至分米级。
4、然而，实际工作环境并非理想状态，存在着很多会影响
5、1)为了实现ppp技术，需要实时提供精密卫星轨道和钟差产品，这对传输系统提出了较高要求，当传输系统的通信质量出现波动时，最终的定位精度会受到较大影响。
6、2)rtk技术和ppp技术均需要对信号通过电离层和对流层时产生的延迟进行建模，模型不可能完全精确的时刻反映大气条件的变化，这对定位精度有着显著影响。
7、3)城市环境中的建筑物的反射和折射会对gnss信号产生多径效应，严重影响rtk技术和ppp定位技术的定位精度。
8、4)在城市密集区域或有自然遮挡物(如树木、山脉)的环境中，gnss信号可能会被遮挡，而载波相位的整周模糊度需要被准确估计和固定，在信号条件不佳或动态环境下，模糊度固定比较困难，这将影响rtk技术和ppp技术的连续性和可靠性。
9、5)rtk技术依赖数据链路传输基站的数据，网络延迟会影响其实时性和可靠性。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请的实施例提出了一种多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统及其控制方法，可以有效消除随机误差和系统误差，提升gnss定位和高程测量的精度，降低成本，同时大幅缩短了进行gnss定位和高程测量所需的时间，具有广泛的推广前景，具备显著的经济效益和社会效益。
2、为了实现上述目的，本申请的实施例提出了一种多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统，该系统包括：多个gnss天线、gnss接收机、多层运动机构、伺服控制模组和数据处理模组，多层运动机构由一根立柱和固定在立柱上的多个平行的旋转层构成，每一层旋转层上均设置有多个安装位，立柱的顶端也设置有一个安装位，每一个安装位均安装有一个gnss天线，立柱的底端与伺服控制模组连接，gnss接收机与数据处理模组和各gnss天线之间分别建立有通信连接；伺服控制模组用于基于预设的运行逻辑，或者遵守预设的ai算法要求的驱动逻辑，驱动多层运动机构旋转以带动各层的gnss天线旋转，使多层运动机构依次到达预设的各测量点位，并确定到达的各测量点位的空间位置，在完成一个运行周期后，得到多层运动机构的运动空间几何体；其中，预设的运行逻辑或者遵守的预设的ai算法要求的驱动逻辑中设定有不同的旋转角度，不同的测量点位基于不同的旋转角度确定；gnss接收机用于实时接收各gnss天线传输的信号，并基于接收到的信号解算出原始定位数据和原始高程数据；数据处理模组用于基于各测量点位的空间位置，获得gnss接收机在各测量点位处解算出的原始定位数据和原始高程数据，按照多层运动机构的运动空间几何体进行点云建模，基于建模出的点云空间的几何特征值、各旋转层的半径、各旋转层的高度、各测量点位的空间位置、以及gnss接收机在各测量点处解算出的原始定位数据和原始高程数据进行融合处理，确定点云空间的特征点对应的定位数据和高程数据，将特征点对应的定位数据和高程数据作为最终定位数据和最终高程数据。
3、为了实现上述目的，本申请的实施例还提出了一种多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统的控制方法，适用于如上述所述的多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统，所述方法包括以下步骤：为多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统上电，上电完成后，对多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统进行初始化，将多层运动机构归位到初始位置；其中，多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统中烧录有与预设的运行逻辑或者遵守的预设的ai算法要求的驱动逻辑对应的程序；初始化完成后，运行所述程序，驱动多层运动机构带动各层的gnss天线旋转至不同的旋转角度，从而依次到达各测量点位，并确定到达的各测量点位的空间位置，在完成一个运行周期后，得到多层运动机构的运动空间几何体；在多层运动机构旋转的过程中，获取gnss接收机解算出的原始定位数据和原始高程数据；其中，gnss接收机实时接收各gnss天线传输的信号，并基于接收到的信号解算出原始定位数据和原始高程数据；基于各测量点的空间位置，获得gnss接收机在各测量点处解算出的原始定位数据和原始高程数据，按照多层运动机构的运动空间几何体进行点云建模，基于建模出的点云空间的几何特征值、各旋转层的半径、各旋转层的高度、各测量点位的空间位置、以及gnss接收机在各测量点处解算出的原始定位数据和原始高程数据进行融合处理，确定点云空间的特征点对应的定位数据和高程数据；最后将特征点对应的定位数据和高程数据作为最终定位数据和最终高程数据。
4、为了实现上述目的，本申请的实施例还提出了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，能够实现如上述所述的一种多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统的控制方法。
5、本申请提出的一种多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统及其控制方法，采用多层运动机构搭载多个gnss天线进行gnss定位和高程测量，由伺服控制模组基于预设的运行逻辑，或者遵守预设的ai算法要求的驱动逻辑，驱动多层运动机构旋转以带动各层的gnss天线旋转，使得多层运动机构依次到达预设的各测量点位，并确定到达的各测量点位的空间位置，在完成一个运行周期后，得到多层运动机构的运动空间几何体。gnss接收机实时接收各gnss天线传输的信号，实时解算出原始定位数据和原始高程数据，通过数据处理模组基于各测量点位的空间位置，获取gnss接收机在各测量点位处解算出的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多层立体旋转式GNSS定位和高程测量系统，其特征在于，包括：多个GNSS天线、GNSS接收机、多层运动机构、伺服控制模组和数据处理模组，多层运动机构由一根立柱和固定在立柱上的多个平行的旋转层构成，每一层旋转层上均设置有多个安装位，立柱的顶端也设置有一个安装位，每一个安装位均安装有一个GNSS天线，立柱的底端与伺服控制模组连接，GNSS接收机与数据处理模组和各GNSS天线之间分别建立有通信连接；
2.根据权利要求1所述的一种多层立体旋转式GNSS定位和高程测量系统，其特征在于，多层立体旋转式GNSS定位和高程测量系统还包括通信模组和供电模组，GNSS接收机和数据处理模组之间通过通信模组建立有通信连接；
3.根据权利要求1所述的一种多层立体旋转式GNSS定位和高程测量系统，其特征在于，伺服控制模组由控制单元和旋转电机组成；
4.根据权利要求1所述的一种多层立体旋转式GNSS定位和高程测量系统，其特征在于，各旋转层的半径存在不同，各旋转层之间的距离存在不同，每一个安装位与其他安装位之间的距离在多层运动机构旋转的过程中始终大于半波长。
<...【技术特征摘要】
1.一种多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统，其特征在于，包括：多个gnss天线、gnss接收机、多层运动机构、伺服控制模组和数据处理模组，多层运动机构由一根立柱和固定在立柱上的多个平行的旋转层构成，每一层旋转层上均设置有多个安装位，立柱的顶端也设置有一个安装位，每一个安装位均安装有一个gnss天线，立柱的底端与伺服控制模组连接，gnss接收机与数据处理模组和各gnss天线之间分别建立有通信连接；
2.根据权利要求1所述的一种多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统，其特征在于，多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统还包括通信模组和供电模组，gnss接收机和数据处理模组之间通过通信模组建立有通信连接；
3.根据权利要求1所述的一种多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统，其特征在于，伺服控制模组由控制单元和旋转电机组成；
4.根据权利要求1所述的一种多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统，其特征在于，各旋转层的半径存在不同，各旋转层之间的距离存在不同，每一个安装位与其他安装位之间的距离在多层运动机构旋转的过程中始终大于半波长。
5.根据权利要求1所述的一种多层立体旋转式gnss定位和高程测量系统，其特征在于，多层运动机构由一根立柱和固定在立柱上的n个平行的旋转层构成，每一层旋转层上均设置有m个安装位，立柱的顶端与最底层旋转层之间的高度差为h，相邻两层旋转层之间的高度差均为h/n，立柱...
【专利技术属性】
技术研发人员：李寒，谢宏，朱炎钊，许宏亮，卜琰，廉洁，张屾，
申请(专利权)人：西安坤蓝电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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