[发明专利]一种基于位置修正的轨迹测量方法、装置及电子设备

说明书

本发明公开了一种基于位置修正的轨迹测量方法、装置及电子设备，该方法包括在构建的全站仪坐标系中对惯性导航系统在起始点进行对准，获得初始姿态矩阵；基于所述初始姿态矩阵进行航位推算计算，得到所述惯性导航系统的航位推算轨迹坐标；确定所述航位推算轨迹坐标的方位误差角、里程仪标度因数误差、俯仰误差角，并根据确定的所述方位误差角、里程仪标度因数误差、俯仰误差角对所述航位推算轨迹坐标进行轨迹修正，得到所述惯性导航系统的修正轨迹坐标。本发明实现了采用位置修正技术，仅需要在起始点与终点进行高精度测量，便可以获得连续的高精度轨迹坐标，且整个修正过程不复杂，易于实现，能够大规模推广使用。

技术领域

本申请涉及惯性测量技术领域，具体而言，涉及一种基于位置修正的轨迹测量方法、装置及电子设备。

背景技术

精密轨迹测量对确保大型工程(如桥梁、隧道等)的顺利实施、工程的优质、日常运营状况的安全检测等有着重大意义。目前国内实施重大工程项目的测量仪器普遍使用GPS接收机、全站仪、精密水准仪等，在隧道内还部分使用陀螺定向仪、激光指向仪等检测设备。这种测量方法存在着众多局限性，例如基准点不易确定，测量设备不易架设等难点，故只能进行多点测量，不能提供连续的测试数据，且对环境要求较高，测量过程中GPS无信号或视线被遮挡等状况会影响测量精度。此外，还有利用惯性导航系统进行轨迹测量的方法，虽然惯性导航系统能够进行三维测量，但是其误差会随时间累积，单纯的惯性导航系统无法满足测量的精度需求。总的来说，目前现有的轨迹测量方式均不能简单方便的进行连续的高精度测量。

发明内容

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种基于位置修正的轨迹测量方法、装置及电子设备。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于位置修正的轨迹测量方法，所述方法包括：

在构建的全站仪坐标系中对惯性导航系统在起始点进行对准，获得初始姿态矩阵；

基于所述初始姿态矩阵进行航位推算计算，得到所述惯性导航系统的航位推算轨迹坐标；

确定所述航位推算轨迹坐标的方位误差角、里程仪标度因数误差、俯仰误差角，并根据确定的所述方位误差角、里程仪标度因数误差、俯仰误差角对所述航位推算轨迹坐标进行轨迹修正，得到所述惯性导航系统的修正轨迹坐标。

优选的，所述在构建的全站仪坐标系中对惯性导航系统在起始点进行对准，获得初始姿态矩阵，包括：

在构建的全站仪坐标系中确定惯性导航系统的起始点，使所述惯性导航系统在所述起始点静止第一预设时间；

获取所述第一预设时间内所述惯性导航系统在三维上的各加速度计信息以及各第一陀螺仪信息；

分别计算在所述第一预设时间内各维度上的加速度计信息平均值以及第一陀螺仪信息平均值，基于所述加速度计信息平均值和第一陀螺仪信息平均值得到初始姿态矩阵。

优选的，所述基于所述初始姿态矩阵进行航位推算计算，得到所述惯性导航系统的航位推算轨迹坐标，包括：

测量所述惯性导航系统的终点坐标；

确定所述惯性导航系统从所述起始点到所述终点坐标行进过程中的在三维上的各第二陀螺仪信息以及各里程仪信息；

根据所述初始姿态矩阵、第二陀螺仪信息、里程仪信息进行航位推算解算，得到所述惯性导航系统的航位推算轨迹坐标。

优选的，所述确定所述航位推算轨迹坐标的方位误差角、里程仪标度因数误差、俯仰误差角，包括：

计算所述惯性导航系统的实际水平位移以及航位推算水平位移；

基于所述实际水平位移以及航位推算水平位移确定里程仪标度因数误差；

基于所述终点坐标、终点处的所述航位推算轨迹坐标的竖直方向矢量确定方位误差角；