[发明专利]土木建筑工程GPS－RTK测量一体化PDA装置

说明书

技术领域

本发明涉及野外工程测量装置，具体涉及一种面向土木建筑工程专用的GPS-RTK与PDA一体化系统，本测量装置主要用于使用GPS-RTK方法进行土木建筑工程勘测设计、施工放样和建筑物的质量检测等方面。

背景技术

现有技术中，野外工程测量用的GPS-RTK(GPS一卫星导航定位系统，RTK-Real Time Kinematic，实时动态)系统一般由一个基站与多个流动站组成。基站和流动站均由GPS主板、电台、电源、天线和脚架等构成，流动站还包括PDA(掌上电脑)计算机装置，基站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站；流动站通过数据链接收来自基站的数据，同时计算出GPS-RTK的观测数据，并解算流动站当前坐标。目前的GPS-RTK系统，如瑞士来卡公司、美国天宝公司、中国南方公司等的品牌产品，均存在如下不足：

1、目前的产品都属于无专业应用程序的通用工业化产品，主要用于建筑、电力、机械等行业的勘测和施工等，作业效率低下。

2、其所配置的PDA计算机主要用于根据采集的GPS观测数据解算流动站当前坐标，仅输出应用的前端数据，不能进行各种实时工程应用处理。

3、已有GPS-RTK测量系统流动站的PDA计算机均为非标准的产品，体积偏大，屏幕小且无图形显示功能，需要固定在流动站测量杆上使用，无远程数据传装置，处理器运算速度较慢，内存不足，使运行应用程序的速度与效率较低。

4、已有GPS-RTK测量系统的流动站PDA计算机操作系统各异，用户二次开发十分困难。内置的工程专业应用软件功能很少，使得工程应用处理十分不便。

5、已有GPS-RTK测量系统的流动站PDA计算机多为进口产品，成本较高，价格高达数万元。

另外，中国专利CN1928586A公开的“基于RTK-GPS技术的海拔高测量设备及方法”公开了一种测量待测点的经纬度和海拔高，输出设备标识存储通过模型建立、实时处理和绘出结果的方式进行实时处理，其也不能进行适时处理。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种将GPS-RTK的数据采集、处理、应用和传输一体化的土木建筑工程GPS-RTK测量一体化PDA装置，并具有更高的处理速度、更小的体积和更低的使用成本。

本发明的目的是这样实现的：土木建筑工程GPS-RTK测量一体化PDA装置，其特征在于，为用于GPS-RTK数据采集、处理和土木建筑工程应用的PDA计算机，与GPS-RTK数据采集系统相结合构成流动站，通过数据链接收来自基站的数据，在流动站上同时完成GPS观测数据采集、处理、应用和应用数据的远程传输的一体化。

所述PDA计算机中的硬件，包括显示屏、设于显示屏左右两侧的按键、设于本体上方的挂件，以及设于本体内部的400MHz主频以上的主机芯片、蓝牙模块和GPRS模块、内置数传天线和电源；采用全封闭防水防潮塑钢机壳；显示屏有效显示范围不小于80×80(mm)。

所述PDA计算机中内置的软件，包括数据接收与转换模块、坐标系统转换模块、数据库管理模块、控制及碎部测量模块、设计模形管理系统、勘测及调查模块、施工测量模块以及几何关系检测模块；

其中，数据接收与转换模块：对来自GPS-RTK主版的载波相位差分基线增量数据和其他数据进行接收并转换为本系统标准的数据格式；

坐标系统转换模块：经过统一格式的卫星观测数据，在获取多个地面坐标系已知控制点坐标之后，计算坐标转换参数，然后将流动站的WGS-84坐标转换为已知控制点所在的坐标系坐标；

数据库管理模块：对GPS-RTK坐标观测数据、外业调查、设计模型数据、规范数据、系统设置数据等，使用文件和ACCESS数据库方式进行管理，提供快速检索修改功能；

控制及碎部测量模块：用于使用GPS-RTK方法快速建立低等级控制点、进行碎部测量并定义绘图信息；

设计模形管理系统：用于定义、修改和管理道路、建筑物、管线、铁道及轨道工程等地面构造物的三维几何设计模型；

勘测及调查模块：用于使用GPS-RTK仪器进行各种工程勘测及调查；

施工测量模块：用于各种工程施工中的测量工作；

几何关系检测模块：使用GPS-RTK设备快速完成对工程的任何部位几何特征的检测。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：