[发明专利]一种大地测量系统及其操作方法

权利要求书

1.一种大地测量系统，其特征在于，包括支架，所述支架包括至少两个支撑腿(9)，且所述支撑腿(9)为可伸缩式支撑腿，所述支撑腿(9)的顶部固定连接有连接座(1)，所述连接座(1)内部设有驱动电机(2)，所述驱动电机(2)的顶端设置有电机轴(3)，所述电机轴(3)的顶端设置有载物平台(4)，以使驱动电机(2)驱动所述电机轴(3)带动所述载物平台(4)进行旋转，所述载物平台(4)的顶部固定连接有至少两个固定杆(5)，每个所述固定杆(5)的顶部活动连接有调节螺杆(6)，所述调节螺杆(6)的顶部固定连接有固定架(7)，所述固定架(7)上活动连接有雷达测距仪(8)；

所述大地测量系统还包括：电子罗盘(10)、高度计(11)、倾角仪(12)、角度传感器(13)、GPS接收机(14)和处理设备(15)，所述电子罗盘(10)、所述高度计(11)、所述倾角仪(12)、GPS接收机(14)均集成在所述连接座(1)内部，所述角度传感器(13)设置在固定架(7)与雷达测距仪(8)的连接处，所述处理设备(15)设置在所述连接座(1)的顶部，且所述驱动电机(2)、所述电子罗盘(10)、所述高度计(11)、所述倾角仪(12)、所述角度传感器(13)、所述GPS接收机(14)均与所述处理设备(15)电联接；

所述电子罗盘(10)，用于获取雷达测距仪(8)相对于正北方向的夹角；所述高度计(11)，用于获取载物平台(4)的海拔高度；所述倾角仪(12)，用于获取载物平台(4)相对于水平面的夹角；所述角度传感器(13)，用于获取雷达测距仪(8)相对于载物平台(4)的夹角；所述GPS接收机(14)，用于获取载物平台(4)在地球坐标系中的位置；

所述雷达测距仪(8)包括：多个通道和数字处理模块，每个通道中均设置有定向天线和射频模块，所述定向天线连接所述射频模块，所述射频模块连接所述数字处理模块，所述数字处理模块连接所述处理设备(15)；每个通道均依次通过射频模块和定向天线发送一个脉冲序列，并将每一个通道的发送脉冲序列发送至数字处理模块；其中，多个通道的多个脉冲序列同时发送；每个通道均依次通过定向天线和射频模块接收一个脉冲序列，且射频模块将接收脉冲序列发送至数字处理模块；

所述数字处理模块将每一个通道的接收脉冲序列与发送脉冲序列求相关运算，得到相关值，并将多个相关值进行合并，得到累加相关值；并对累加相关值进行峰值检测获取最大峰值，将最大峰值与门限进行比较，当最大峰值大于门限时，获取最大峰值对应的时间，并将所述最大峰值对应的时间传输至所述处理设备(15)；其中，所述最大峰值对应的时间为雷达测距仪(8)从发射多个脉冲序列到接收到多个脉冲序列的平均时延；

所述处理设备(15)，用于根据雷达测距仪(8)从发射多个脉冲序列到接收到多个脉冲序列的平均的时延计算出雷达测距仪(8)相对于目标物体的空间直线距离；用于根据雷达测距仪(8)相对于载物平台(4)的夹角和载物平台(4)相对于水平面的夹角，确定雷达测距仪(8)相对于水平面的夹角；用于根据雷达测距仪(8)相对于目标物体的空间直线距离和雷达测距仪(8)相对于水平面的夹角确定雷达测距仪(8)相对于目标物体的水平直线距离；根据雷达测距仪(8)相对于目标物体的空间直线距离和雷达测距仪(8)相对于水平面的夹角确定雷达测距仪(8)相对于目标物体的垂直高度差；用于根据载物平台(4)在地球坐标系中的位置、雷达测距仪(8)相对于目标物体的水平直线距离和雷达测距仪(8)相对于正北方向的夹角，确定目标物体在地球坐标系中的位置；以及用于根据载物平台(4)的海拔高度和雷达测距仪(8)相对于目标物体的垂直高度差确定目标物体的海拔高度。

2.如权利要求1所述的大地测量系统，其特征在于，所述数字处理模块为DSP芯片。

3.如权利要求1所述的大地测量系统，其特征在于，所述处理设备(15)包括：处理器、输入模块、存储模块和显示模块，所述处理器分别与所述输入模块、所述存储模块和所述显示模块连接。

4.如权利要求3所述的大地测量系统，其特征在于，所述处理器为ARM处理器。

5.一种大地测量系统的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、打开所述大地测量系统的总开关，待大地测量系统完全启动后，打开驱动电机的控制开关启动驱动电机，驱动电机轴带动载物平台进行旋转；

S2、当所述载物平台转动预设角度后，关闭所述驱动电机的控制开关，驱动电机将关闭信号发送给处理设备，处理设备在接收到所述关闭信号后，向电子罗盘、高度计、倾角仪、角度传感器和GPS接收机均发送获取指令；

S3、所述电子罗盘获取雷达测距仪相对于正北方向的夹角，并将所述雷达测距仪相对于正北方向的夹角发送给处理设备；所述高度计获取载物平台的海拔高度，并将所述海拔高度发送给处理设备；

所述倾角仪获取载物平台相对于水平面的夹角，并将所述载物平台相对于水平面的夹角发送给处理设备；

所述角度传感器获取雷达测距仪相对于载物平台的夹角；并将雷达测距仪相对于载物平台的夹角发送给处理设备；

所述GPS接收机获取载物平台在地球坐标系中的位置，并将载物平台在地球坐标系中的位置发送给处理设备；

S4、所述处理设备向所述雷达测距仪发送测距指令，所述雷达测距仪接收到测距指令后同时发送多个脉冲序列，多个脉冲序列与多个通道一一对应；

S5、数字处理模块接收到多个脉冲序列后，依次将每个接收脉冲序列与对应的发送脉冲序列求相关运算，得到相关值，并将多个相关值进行合并，得到累加相关值；并对累加相关值进行峰值检测获取最大峰值，将最大峰值与门限进行比较，当最大峰值大于门限时，获取最大峰值对应的时间，并将所述最大峰值对应的时间传输至所述处理设备；其中，所述最大峰值对应的时间为雷达测距仪从发射多个脉冲序列到接收到多个脉冲序列的平均时延；

S6、所述处理设备根据雷达测距仪从发射多个脉冲序列到接收到多个脉冲序列的平均时延计算出雷达测距仪相对于目标物体的空间直线距离；

根据雷达测距仪相对于载物平台的夹角和载物平台相对于水平面的夹角，确定雷达测距仪相对于水平面的夹角；

根据雷达测距仪相对于目标物体的空间直线距离和雷达测距仪相对于水平面的夹角确定雷达测距仪相对于目标物体的水平直线距离；

根据雷达测距仪相对于目标物体的空间直线距离和雷达测距仪相对于水平面的夹角确定雷达测距仪相对于目标物体的垂直高度差；

根据载物平台在地球坐标系中的位置、雷达测距仪相对于目标物体的水平直线距离和雷达测距仪相对于正北方向的夹角，确定目标物体在地球坐标系中的位置；

根据载物平台的海拔高度和雷达测距仪相对于目标物体的垂直高度差确定目标物体的海拔高度；

S7、所述处理设备显示目标物体的海拔高度和目标物体在地球坐标系中的位置。