一種基于gnss與激光測(cè)距的便攜式手持終端的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于GNSS與激光測(cè)距的便攜式手持終端，包括殼體和設(shè)置在殼體空腔內(nèi)的測(cè)距裝置，所述殼體呈“T”型，包括水平方向的主體和豎直向左傾斜的手柄，主體的上方平行設(shè)置有瞄準(zhǔn)鏡，所述測(cè)距裝置包括GNSS接收模塊、微處理器和設(shè)置在主體前端的激光測(cè)距模塊，其中，GNSS接收模塊的輸出端連接微處理器，用于接收GNSS衛(wèi)星信號(hào)以確定測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)；激光測(cè)距模塊的輸出端連接微處理器，用于測(cè)定測(cè)量點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離；微處理器根據(jù)測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)及其與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離獲取目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。本發(fā)明使用戶在野外作業(yè)時(shí)無需直接接觸目標(biāo)就可獲得目標(biāo)較為精確的坐標(biāo)信息，提高作業(yè)效率，降低工作難度。
【專利說明】
一種基于GNSS與激光測(cè)距的便攜式手持終端
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于野外便攜快速獲取目標(biāo)坐標(biāo)信息的基于GNSS與激光測(cè)距 的便攜式手持終端，屬于測(cè)繪技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] GNSS手持終端具有高精度、全天候、高效率、多功能、易攜帶、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，目 前在野外調(diào)查時(shí)得到廣泛應(yīng)用。但在野外作業(yè)時(shí)，當(dāng)遇到目標(biāo)難以達(dá)到獲取目標(biāo)時(shí)，如測(cè)量 山坡的石頭或者海上的某一塊礁石時(shí)，手持GNSS接收機(jī)難以發(fā)揮作用，只能借助其他量測(cè) 手段，如航測(cè)等，比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力;此外，強(qiáng)行去測(cè)量這些目標(biāo)會(huì)給工作人員的人身安全帶來 一定威脅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種基于GNSS與激光測(cè)距的便 攜式手持終端，解決了現(xiàn)有技術(shù)中GNSS接收機(jī)無法遠(yuǎn)距離測(cè)量目標(biāo)坐標(biāo)的技術(shù)問題。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于GNSS與激光測(cè)距的便攜式手持終 端，其特征是，包括殼體和設(shè)置在殼體空腔內(nèi)的測(cè)距裝置，所述殼體呈"T"型，包括水平方向 的主體和豎直向后端傾斜的手柄，主體的上方平行設(shè)置有瞄準(zhǔn)鏡，所述測(cè)距裝置包括GNSS 接收模塊、微處理器和設(shè)置在主體前端的激光測(cè)距模塊，其中，
[0005] GNSS接收模塊的輸出端連接微處理器，用于接收GNSS衛(wèi)星信號(hào)以確定測(cè)量點(diǎn)的坐 標(biāo)；
[0006] 激光測(cè)距模塊的輸出端連接微處理器，用于測(cè)定測(cè)量點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離；
[0007] 微處理器根據(jù)測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)及其與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離獲取目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。
[0008] 進(jìn)一步的，還包括電源模塊，電源模塊輸出工作電源至GNSS接收模塊、微處理器和 激光測(cè)距模塊，所述電源模塊設(shè)置在手柄的空腔內(nèi)。
[0009] 進(jìn)一步的，還包括顯示模塊，顯示模塊的輸入端連接微處理器，顯示模塊為顯示 器，所述顯示器設(shè)置在主體的后端。
[0010]進(jìn)一步的，還包括存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)模塊連接微處理器。
[0011] 進(jìn)一步的，所述GNSS接收模塊包括依次串聯(lián)的GNSS接收天線、前置放大器、變頻器 和用于放大濾波處理的信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路的輸出端連接微處理器。
[0012] 進(jìn)一步的，還包括GPRS無線通訊模塊，GPRS無線通訊模塊的輸出端連接微處理器， 用于接收來自C0RS站或者基站的GNSS差分信息以修正測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo);GPRS無線通訊模塊包 括通信天線、GPRS模塊和S頂卡座，通信天線連接GPRS模塊，GPRS模塊放置在S頂卡座中，SIM 卡座連接微處理器。
[0013] 進(jìn)一步的，所述激光測(cè)距模塊包括激光發(fā)射器，所述激光發(fā)射器上設(shè)置有對(duì)應(yīng)其 "開關(guān)"功能的按鈕，所述按鈕位于手柄的前端上部。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是:本發(fā)明使用戶在野外作業(yè)時(shí)無需 直接接觸目標(biāo)就可獲得目標(biāo)較為精確的坐標(biāo)信息，提高作業(yè)效率，降低工作難度。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明手持終端的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2是本發(fā)明測(cè)距裝置的原理結(jié)構(gòu)圖；
[0017] 圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的測(cè)量示意圖。
[0018] 附圖標(biāo)記：1、GNSS接收天線;2、前置放大器;3、變頻器;4、信號(hào)處理電路;5、微處理 器;6、激光發(fā)射器;7、分光器;8、反光鏡;9、探測(cè)器；10、前置放大器；11、主放大器；12、門電 路；13、時(shí)鐘振蕩器；14、計(jì)數(shù)器；15、顯示器；16、存儲(chǔ)模塊；17、電源模塊；18、通信天線；19、 GPRS模塊;20、S頂卡座;21、按鈕;22、瞄準(zhǔn)鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0020] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種基于GNSS與激光測(cè)距的便攜式手持終端（以下簡(jiǎn) 稱"手持終端"），其特征是，包括殼體和設(shè)置在殼體空腔內(nèi)的測(cè)距裝置，所述殼體呈"T"型， 包括水平方向的主體和豎直向后端傾斜的手柄，主體的上方平行設(shè)置有瞄準(zhǔn)鏡22，所述測(cè) 距裝置包括GNSS接收模塊、微處理器5和設(shè)置在主體前端的激光測(cè)距模塊，其中，
[0021] GNSS接收模塊的輸出端連接微處理器5,用于接收GNSS衛(wèi)星信號(hào)以確定測(cè)量點(diǎn)的 坐標(biāo)；
[0022]激光測(cè)距模塊的輸出端連接微處理器5,用于測(cè)定測(cè)量點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離； [0023]微處理器5根據(jù)測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)及其與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離獲取目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。
[0024]本發(fā)明的原理是通過三次獲取測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)及其與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離，在三維坐 標(biāo)系中計(jì)算獲取目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)，使用戶在野外作業(yè)時(shí)無需直接接觸目標(biāo)就可獲得目標(biāo)較為 精確的坐標(biāo)信息，提高作業(yè)效率，降低工作難度;手持終端的殼體呈T型還設(shè)有便于用戶手 握的手柄，體積小便于用戶攜帶。
[0025]進(jìn)一步的，還包括電源模塊17，電源模塊17輸出工作電源至GNSS接收模塊、微處理 器5和激光測(cè)距模塊，如圖1所示，所述電源模塊17設(shè)置在手柄的空腔內(nèi)。電源模塊可采用現(xiàn) 有技術(shù)中節(jié)能低功耗的電源產(chǎn)品。電源產(chǎn)品設(shè)置在手柄的空腔內(nèi)，將高壓電源與主體內(nèi)的 測(cè)距裝置電子芯片隔離，減少電磁干擾;并且電源可以增加手柄部分的重量，能夠保持T型 殼體的平穩(wěn)性。當(dāng)電源模塊采用電池時(shí)，設(shè)置在手柄位置便于更換電池，如電源產(chǎn)品為可充 電電池時(shí)，設(shè)置在手柄位置也便于打開手柄的下端利用充電接口為充電電池進(jìn)行充電。 [0026]進(jìn)一步的，還包括顯示模塊，顯示模塊的輸入端連接微處理器，顯示模塊為顯示器 15,如圖1所示，所述顯示器15設(shè)置在主體的后端。顯示模塊用于顯示測(cè)量點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的坐 標(biāo)信息，設(shè)置在主體的后端，便于用戶直接觀察，顯示模塊可以采用現(xiàn)有技術(shù)中LCD顯示器， 也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中觸摸屏。
[0027]進(jìn)一步的，還包括存儲(chǔ)模塊16,存儲(chǔ)模塊16連接微處理器5。存儲(chǔ)模塊16用于存儲(chǔ) 測(cè)量的坐標(biāo)信息，便于用戶以后查閱各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)信息，存儲(chǔ)模塊16可以采用現(xiàn)有技 術(shù)的存儲(chǔ)器，也可以SD存儲(chǔ)卡或采用移動(dòng)硬盤。
[0028]進(jìn)一步的，微處理器可以選用現(xiàn)有技術(shù)中處理能力強(qiáng)功耗低的單片機(jī)或FPGA。 [0029]進(jìn)一步的，還包括GPRS無線通訊模塊，GPRS無線通訊模塊的輸出端連接微處理器 5，用于接收來自C0RS站或者基站的GNSS差分信息以修正測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo);GPRS無線通訊模塊 包括通信天線18、GPRS模塊19和SIM卡座20,通信天線18連接GPRS模塊19，GPRS模塊19放置 在S頂卡座20中，SIM卡座20連接微處理器，通過GPRS通訊模塊獲得基準(zhǔn)站或者C0RS(衛(wèi)星定 位服務(wù)連續(xù)運(yùn)行參考站)播發(fā)的差分信息，差分信息包括衛(wèi)星軌道誤差改正、大氣影響改正 等信息，將差分信息輸出到微處理器，微處理器根據(jù)差分信息修正GNSS衛(wèi)星信號(hào)，獲取更準(zhǔn) 確的測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)，其中利用差分信號(hào)修正GNSS衛(wèi)星信號(hào)屬于現(xiàn)有技術(shù)。
[0030] 進(jìn)一步的，所述GNSS接收模塊包括依次串聯(lián)的GNSS接收天線1、前置放大器2、變頻 器3和用于放大濾波處理的信號(hào)處理電路4,信號(hào)處理電路4的輸出端連接微處理器。GNSS接 收天線1將來自衛(wèi)星的微弱能量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流量，通過前置放大器2將GNSS衛(wèi)星信號(hào)加 以放大，變頻器3將信號(hào)將高頻衛(wèi)星信號(hào)變頻為低一兩個(gè)級(jí)別的中頻信號(hào)，最后通過信號(hào)通 道4對(duì)信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步變頻、放大、濾波等一系列處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)GNSS信號(hào)的跟蹤、鎖定、測(cè)量， 提供計(jì)算位置(測(cè)量點(diǎn)）的數(shù)據(jù)信息。
[0031] 進(jìn)一步的，所述激光測(cè)距模塊包括激光發(fā)射部分:激光發(fā)射器6、分光器7、反光鏡 8;激光接收部分:探測(cè)器9、前置放大器10、主放大器11;和信號(hào)處理部分：門電路12,時(shí)鐘振 蕩器13,計(jì)數(shù)器14。系統(tǒng)測(cè)距時(shí)，激光發(fā)射器6發(fā)射激光脈沖信號(hào)，時(shí)鐘振蕩器13不斷產(chǎn)生具 有一定時(shí)間間隔的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)To,計(jì)數(shù)器14開始計(jì)時(shí)，激光通過分光器7分為兩部分，一 部分發(fā)射至目標(biāo)物體反射，一部分通過反光鏡8發(fā)射，兩部分光最終都由探測(cè)器9接收，將模 擬信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，電信號(hào)通過前置放大器10與主放大器11放大整形后進(jìn)入微處理器，門 電路12關(guān)閉，計(jì)時(shí)器14停止計(jì)時(shí)。通過時(shí)鐘脈沖時(shí)間間隔與脈沖個(gè)數(shù)相乘，就是主波與回波 的時(shí)間間隔，便得到測(cè)距距離。
[0032] 進(jìn)一步的，所述激光發(fā)射器上設(shè)置有對(duì)應(yīng)其"開關(guān)"功能的按鈕21，如圖1所示，所 述按鈕21位于手柄的前端上部。當(dāng)需要使用激光測(cè)量模塊進(jìn)行距離測(cè)量時(shí)，按下按鈕21，即 可打開激光發(fā)射器進(jìn)行激光距離測(cè)量。
[0033]手持終端相較傳統(tǒng)的GNSS接收機(jī)相比，可測(cè)量遠(yuǎn)距離目標(biāo)，這是GNSS傳統(tǒng)手持機(jī) 所不具備的，大大擴(kuò)寬了手持終端的應(yīng)用范圍；同時(shí)與常規(guī)測(cè)量方式，如全站儀等相比，手 持終端又具備體積小、功率低、便于攜帶的特點(diǎn)。手持機(jī)設(shè)計(jì)成"T"型，方便測(cè)量時(shí)抓握，同 時(shí)又配有瞄準(zhǔn)鏡，整個(gè)量測(cè)過程與射擊一般，過程簡(jiǎn)單、高效。本發(fā)明同時(shí)配備的LED顯示屏 可實(shí)時(shí)顯示位置和被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)。綜上，本發(fā)明集定位與測(cè)距功能一體，且依舊保持GNSS手持 機(jī)的便攜性特點(diǎn)，野外作業(yè)時(shí)可降低作業(yè)人員工作難度，提高工作效率。
[0034] 實(shí)施例一
[0035]如圖3所示，以從山腳測(cè)量山頂點(diǎn)T為測(cè)量實(shí)例，如圖3所示。為獲得T (Xt，Yt，Zt)坐 標(biāo)，至少需要在三個(gè)不同點(diǎn)上進(jìn)行瞄準(zhǔn)測(cè)距，故分別在三個(gè)分布相對(duì)均勻的點(diǎn)上進(jìn) 行瞄準(zhǔn)測(cè)量，每次測(cè)量時(shí)，通過瞄準(zhǔn)鏡22瞄準(zhǔn)同一點(diǎn)，按下按鈕21進(jìn)行激光測(cè)量，分別得到 距離1^、1^丄 2。三個(gè)測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)由6~55接收模塊獲得，若可接收到差分信息，手持終端測(cè)量 點(diǎn)的坐標(biāo)由差分信號(hào)進(jìn)行修正;若沒有，則只進(jìn)行GNSS單點(diǎn)定位。由此獲得三個(gè)測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo) 卩心以以^卩必以以丄卩心:^以山則由以下公式即可獲得丁點(diǎn)：
[0037] 本發(fā)明使用戶在野外作業(yè)時(shí)無需直接接觸目標(biāo)就可獲得目標(biāo)較為精確的坐標(biāo)信 息，提高作業(yè)效率，降低工作難度。
[0038] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于GNSS與激光測(cè)距的便攜式手持終端，其特征是，包括殼體和設(shè)置在殼體空 腔內(nèi)的測(cè)距裝置，所述殼體呈"T"型，包括水平方向的主體和豎直向后端傾斜的手柄，主體 的上方平行設(shè)置有瞄準(zhǔn)鏡，所述測(cè)距裝置包括GNSS接收模塊、微處理器和設(shè)置在主體前端 的激光測(cè)距模塊，其中， GNSS接收模塊的輸出端連接微處理器，用于接收GNSS衛(wèi)星信號(hào)以確定測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)； 激光測(cè)距模塊的輸出端連接微處理器，用于測(cè)定測(cè)量點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離； 微處理器根據(jù)測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)及其與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離獲取目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GNSS與激光測(cè)距的便攜式手持終端，其特征是，還包 括電源模塊，電源模塊輸出工作電源至GNSS接收模塊、微處理器和激光測(cè)距模塊，所述電源 模塊設(shè)置在手柄的空腔內(nèi)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GNSS與激光測(cè)距的便攜式手持終端，其特征是，還包 括顯示模塊，顯示模塊的輸入端連接微處理器，顯示模塊為顯示器，所述顯示器設(shè)置在主體 的后端。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GNSS與激光測(cè)距的便攜式手持終端，其特征是，還包 括存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)模塊連接微處理器。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GNSS與激光測(cè)距的便攜式手持終端，其特征是，所述 GNSS接收模塊包括依次串聯(lián)的GNSS接收天線、前置放大器、變頻器和用于放大濾波處理的 信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路的輸出端連接微處理器。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GNSS與激光測(cè)距的便攜式手持終端，其特征是，還包 括GPRS無線通訊模塊，GPRS無線通訊模塊的輸出端連接微處理器5，用于接收來自CORS站或 者基站的GNSS差分信息以修正測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GNSS與激光測(cè)距的便攜式手持終端，其特征是，所述 激光測(cè)距模塊包括激光發(fā)射器，所述激光發(fā)射器上設(shè)置有對(duì)應(yīng)其"開關(guān)"功能的按鈕，所述 按鈕位于手柄的前端上部。
【文檔編號(hào)】G01S17/48GK106093968SQ201610375825
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】吳志露, 劉焱雄, 何秀鳳, 肖儒雅, 陳運(yùn)
【申請(qǐng)人】河海大學(xué), 國(guó)家海洋局第海洋研究所, 國(guó)家海洋局第一海洋研究所