[发明专利]一种动态定位系统及动态定位方法

说明书

技术领域

本发明属于主动定位技术领域，具体涉及一种动态定位系统及动态定位方法。

背景技术

目前，在移动式主动定位研究技术领域，主要研究对象为基于GPS与三维激光扫描仪的集成应用研究。美国，加拿大，瑞典，日本，荷兰等国家均陆续研发出相关陆地移动测试产品，例如美国俄亥俄州立大学的GPS Van系统，卡尔加里大学的VISATTM系统，慕尼黑联邦军事大学的KISSTM系统，瑞典的Top Eye机载系统，美国的Cyra系统，法国Riegl公司的小型地面系统等。我国也研发出了同类产品，例如武汉测绘科技大学地球空间信息技术开发组开发的激光扫描测量系统，中国测绘科学开发院四维公司研发的三维影像扫描测量系统等。

然而，现有的移动式主动定位设备普遍存在固定投资大、灵活性差、目标针对性不强、数据采集量大、目标区控制点需要已知、生产工艺复杂的缺陷。同时，现有产品对目标区控制点的位置精度和移动载体的运动速度及其平台稳定性等均具有较高要求，使得在高动态移动载体平台条件下获取不可到达目标区控制点空间位置信息时，例如，基于船载平台获取海岛礁位置信息时，其应用受到很大程度的限制。

另外，现有技术中还出现使用摄影测量系统或超站仪进行移动式主动定位。其中，摄影测量系统的应用前提是目标区控制点已知，但对于存在困难或不宜到达的目标区，控制点位置信息的获取十分困难甚至无法实现，导致摄影测量系统无法开展工作，限制了摄影测量系统的应用。虽然摄影测量系统附加位置姿态测量系统后，可以摆脱对目标区控制点的依赖，但是，因造价太高限制了其采用范围。

超站仪是GPS和全站仪结合的新型测绘仪器，集成了全站仪与GPS的大部分功能，可以实现无地面控制的地面测量，具有定位精度高、劳动强度低的优势，已经在很多测量领域得到了广泛应用。但该设备仅是针对当前作业目标点的定位，不能实现目标区的信息采集和事后任意点定位，对大量特征点定位效率低，从而限制了该设备的适用范围和作业效率；且不能实现对目标的动态定位，尚需要棱镜辅助才能实现长距离量程，从而在很大程度上使得该设备无法在动态平台上满足各种目标动态定位需求。

此外，超站仪本身无法适应移动载体移动过程中基座不置平的问题，无法在移动载体上实施测量功能，不能实现快速移动测量功能。尤其对于一些无法确立站标的地段，例如不能登陆的岛屿，火山口，塌陷区域、危险禁区等，无棱镜反射测量的量程显得过短，不能满足危险地段与军事目标的测设要求。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种动态定位系统及动态定位方法，能够对不宜或不易到达的目标区控制点和特征点进行定位，具有使用范围广的优点；还具有非常高的动态定位精度和动态定位效率。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种动态定位系统，包括：脉冲激光测距设备、摄影测量设备、卫星定位设备、姿态测量设备、同步控制机构、数据采集设备以及主控机；所述主控机的输出端通过所述同步控制机构分别与所述脉冲激光测距设备、所述摄影测量设备和所述卫星定位设备的输入端连接；所述脉冲激光测距设备、所述摄影测量设备、所述卫星定位设备和所述姿态测量设备的输出端均与所述数据采集设备的输入端连接，所述数据采集设备的输出端与所述主控机的输入端连接。

优选的，所述数据采集设备为多串口集成板；所述脉冲激光测距设备、所述摄影测量设备、所述卫星定位设备和所述姿态测量设备的输出端均连接到所述多串口集成板中的对应串口上；所述多串口集成板的输出端通过USB数据线与所述主控机连接。

优选的，所述主控机配置有输入输出设备。

优选的，所述输入输出设备包括显示屏、键盘以及鼠标。

优选的，所述摄影测量设备为加固型长焦距数码相机；和/或所述姿态测量设备为三维数字罗盘；和/或所述卫星定位设备包括：BDS/GPS双频OEM板和天线；所述脉冲激光测距设备为高精度低延迟脉冲激光测距仪；和/或所述主控机为防尘防水防盐雾电脑。

本发明还提供一种动态定位方法，包括以下步骤：

S1，将动态定位设备安装到动态观测站上，在动态观测站运动过程中，当所述动态观测站运动到某一位置时，如果需要对目标控制点进行定位，则通过同步控制机构，同时触发执行以下三个操作：

操作一，触发脉冲激光测距设备工作，获取动态观测站与目标控制点之间距离信息；

操作二，触发摄影测量设备工作，获取目标控制点所在目标区域的影像信息；