[发明专利]基于GPS/SINS城镇地籍图根点快速测量及事后数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量、测绘技术和惯性导航定位定向技术，尤其涉及城镇地籍测绘过程中利用GPS和SINS配合进行图根点布设的一种基于GPS/SINS城镇地籍图根点快速测量及事后数据处理方法，属于测绘技术领域。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，迫切需要摸清城镇土地家底，为政府部门的规划与决策提供翔实的数据支持。目前，我国城镇地籍调查仍然是利用GPS和全站仪分级布网完成控制测量，而我国城镇地籍数据变化量巨大，需要一种以高科技技术为手段的高效城镇地籍调查方法，以保障城镇地籍数据及时更新，满足城市建设需要。

GPS全球定位技术的问世，特别是实时动态定位技术（GPS-RTK）的发展为城镇地籍测量提供了一个新的平台，目前基于GPS技术的城镇地籍测量图根点的布设方法是：在已知点架设GPS基站和流动站同步共视相同的卫星，基站同时把自己的基站坐标及载波相位观测量发送给流动站，流动站利用所观测信息固定整周模糊度并进一步获得基站和流动站间的基线向量，基站坐标加上该基线向量即得流动站坐标，利用流动站测得各图根点坐标。然而，由于城镇地区建筑物密集，严重影响了GPS-RTK流动站接收机对卫星信号的接收，使得很多情况下RTK整周模糊度不能快速固定，难以实现高精度实时定位。因此，利用RTK布设城镇地籍图根点时，往往需要花较多时间寻找空旷的位置以实现RTK高精度定位。可见，现有技术利用GPS-RTK进行地籍测量工作时，还受到诸多限制，GPS的优越性还没有得到很好的发挥，图根点布设依然费时费力。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种提出一种基于GPS/SINS城镇地籍图根点快速测量以及事后数据处理方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明基于GPS/SINS城镇地籍图根点快速测量以及事后数据处理方法，包括如下步骤：

（1）在首级GPS控制网的基础上或在网络RTK下，选择初始工作点并在初始工作点上架设GPS，确定初始工作点的位置信息；

（2）将转位装置置于初始工作点上，利用安装面和锁固装置将SINS的惯性核心部件固定于转位装置上，进行整平对中及转位操作，完成GPS/SINS城镇地籍图根点测量设备的初始化；

（3）保持开机状态，工作人员携带GPS/SINS城镇地籍图根点测量设备到下一个图根点上进行定位定向测量，在该图根点上工作人员利用转位装置对GPS/SINS城镇地籍图根点测量设备进行整平对中及转动操作，获取该图根点上的SINS惯性核心部件输出信息，并操作控制面板，设定测量标记；

（4）根据SINS惯性核心部件输出信息和GPS的信息实时解算图根点坐标，根据定位精度自动判断在图根点的测量时间； 

（5）重复步骤（3）和（4）测量所有布设的图根点的定位信息，作业路线形成结点构成网状，整个作业过程的原始测量数据储存下来用于事后数据处理；

（6）利用事后数据处理软件，对作业过程中存储下来的惯性核心部件数据的常值误差进行补偿，并进一步与GPS信息进行融合，求得隐蔽地区图根点以及下一个有GPS信号图根点的坐标，再利用有GPS信号的图根点SINS位置误差信息进一步反向校正前一个隐蔽地区图根点的坐标，实现隐蔽地区图根点的高精度定位；

（7）计算各个图根点坐标转换精度，如满足精度要求则测量工作结束，否则，利用GPS/SINS城镇地籍图根点测量设备重复步骤（2）～（5）。

其中，所述SINS为捷联式惯性导航系统，由惯性核心部件和导航定位计算机组成，其中惯性核心部件包括陀螺仪和加速度计。

其中，步骤（3）所述保持开机状态是指在两个图根点之间的行程中，SINS和GPS均处于开机状态进行连续定位测量。

其中，步骤（3）中在设定测量标记是指在转位装置整平对中结束后，利用控制面板设置存储传感器数据的时间标志。

其中，步骤（5）中原始测量数据包括参考站发送过来的原始数据、GPS/SINS的GPS接收机接收到的原始数据、SINS惯性核心部件输出的原始数据。

上述步骤（3）所述的定位定向测量的方向参数求取方法为： 

(1)

其中：分别为1、2、3、4位置时陀螺仪的输出换算量；为地球自转角速度；当地纬度；为SINS的方向角。

步骤（4）所述的实时解算图根点坐标方法为：