一种用于光电测距气象改正的方法及系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明属于大地测量与工程测量领域，尤其涉及一种用于光电测距气象改正的方 法及系统。
【背景技术】
[0002] 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。
【发明内容】
[0003] 为解决上述问题，本发明提供了一种精确测定测距信号传播路径上的气象元素并 计算光电测距气象改正的方法及系统。
[0004] 本发明技术方案提供一种用于光电测距气象改正的方法，设置无人机和相应地面 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；
[0005] 执行以下步骤，
[0006] 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；
[0007] 步骤2，将设计航线输入地面操控模块，设置相关参数，相关参数包括气象元素采 样间隔、飞行速度和飞行往返次数；
[0008] 步骤3,无人机沿设计航线往返飞行，光电测距仪器在此期间针对目标点进行多次 重复测距，在测距同时测定测距信号传播路径上的气象元素；
[0009] 测定气象元素的实现方式为，当光电测距仪器开始测距时，在光电测距仪器或目 标附近，开启无人机及搭载的通讯模块、GNSS模块、温度传感器、气压传感器、湿度传感器、 存储模块，放飞无人机使其按照设计航线飞行，并按采样间隔将所获取的时间、坐标、温度、 气压、湿度信息写入存储模块；
[0010] 步骤4,根据获取的温度、气压、湿度测量值，求取分别相应的平均值，作为测距信 号传播路径上的平均气象元素测量值;将全站仪在无人机飞行期间所测距离求取平均值， 剔除粗差，作为待改正距离值Do;
[0011] 步骤5,将步骤4所得求取的温度、气压、湿度、距离平均值代入预设的气象改正公 式，计算气象改正值A D;
[0012] 步骤6,将气象改正值Δ D施加于待改正距离值D〇,得到改正后的距离值D = D〇+ Δ D， 完成气象改正。
[0013] 而且，步骤1中，对所述直线方程添加一个偏移值作为设计航线，偏移前后的设计 航线保持平行。
[0014] 而且，步骤3中，无人机通过通讯模块，将观测值传送给地面操控系统，供地面观测 人员查看并作为备份数据。
[0015] 而且，步骤3中，无人机每隔一段预设距离悬停一段时间，以便温度传感器、气压传 感器和湿度传感器适应悬停位置的大气环境。
[0016] 而且，步骤3中，无人机每隔一段预设距离悬停一段时间，以便温度传感器、气压传 感器和湿度传感器适应悬停位置的大气环境。
[0017] 一种用于光电测距气象改正的系统，包括如下部分，
[0018] 地面操控模块，用于控制无人机的飞行状态；
[0019] 无人机，用于沿测距信号传播路径飞行；
[0020] 通讯模块，用于无人机和地面操控模块之间的数据交互；
[0021 ] GNSS模块，用于提供坐标和时间信息，包括天线和接收板卡；
[0022] 温度传感器，用于测定当前位置的温度；
[0023] 气压传感器，用于测定当前位置的气压；
[0024] 湿度传感器，用于测定当前位置的湿度；
[0025] 存储模块，用于记录前述的时间、坐标、温度、气压、湿度信息；
[0026] 所述地面操控系统和无人机建立无线通讯；所述通讯模块、GNSS模块、温度传感 器、气压传感器、湿度传感器和存储模块均搭载于无人机上。
[0027] 而且，设置自动驾驶模块，并搭载于无人机上。
[0028] 而且，所述温度传感器的精度达到0.2°C，所述气压传感器的精度达到0.5hpa，所 述湿度传感器的精度达到10 %。
[0029] 而且，所述GNSS模块采用差分定位方式，所述差分定位方式为单基站RTK、网络 RTK、单基站RTD、网络RTD、广域差分、星载差分、后处理伪距差分或后处理相位差分。
[0030] 而且，所述GNSS模块采用差分定位方式，所述差分定位方式为单基站RTK、网络 RTK、单基站RTD、网络RTD、广域差分、星载差分、后处理伪距差分或后处理相位差分。
[0031] 本发明提供一种用于光电测距气象改正的方法及系统，系统结构简单，模块分工 明确;方法步骤清晰，方案易于实现。本发明能够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】
[0032] 图1为本发明实施例用于光电测距气象改正的系统构成示意图。
[0033]图2为本发明实施例用于光电测距气象改正的方法流程图。
[0034]图3为本发明的实施例应用示意图。
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图对本发明技术方案进行说明。
[0036]本发明的核心思想是利用无人机来测定测距信号传播路径上各点的气象元素，从 而消除传统技术方法所带来的气象元素代表性误差。
[0037]本发明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。
[0038]参见图1，本发明实施例提供一种用于光电测距气象改正的系统，包括：
[0039] 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。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;所述光电测距仪包括激光测距仪、全站仪、三维激光扫描仪等在近地面采用 电磁波、激光、红外光中至少一种信号作为测距信号的仪器。
[0040] 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。
[0041] 作为优选的，温度传感器15的精度应达到0.2°C，气压传感器的精度应达到 〇.5hpa，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。
[0042]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。
[0043]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°C， 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。
[0044] 实现用于光电测距气象改正的方法时，只需设置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。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，为减少传统测量方法的气象元素代表性误差，本实施例采用如下步骤：
[0045] 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