CN204788357U - 手持测绘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手持测绘装置，包括主控制板、GPS单元和存储器，所述GPS单元包括测绘模块和修正模块。所述主控制板通过第一接口分别与所述GPS单元的测绘模块和修正模块连接，所述主控制板通过第二接口与所述存储器连接。相对于现有技术，本实用新型的手持测绘装置把传统GPS测绘中的基准站和移动站集成化为单一的手持设备，携带方便，单人就完成测绘，并且可自动存储所获得的测绘数据，减少设备及人工成本。

Description

手持测绘装置

技术领域

本实用新型涉及一种测绘装置，尤其涉及一种利用GPS定位来测绘的手持测绘装置。

背景技术

全球定位***GPS(GlobalPositionSystem)，是一种可以授时和测距的空间交会定点的导航***，可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息。但是由于测绘设备及气候因素等条件的影响，GPS定位数据基本都需要一个偏差校正的过程才能应用于要求测量精度较高的城市规划建设工程中。GPS***由空间卫星部分、地面控制部分和用户接收机部分组成。传统的测绘方式中，我们常说的基准站和移动站都属于用户接收机部分。

传统的测绘方法是“实时动态测量”，即GPS-RTK(RealTimekinemat芯片，实时动态差分)测量模式。请参阅图1，其是使用传统测绘装置进行测绘的示意图。测绘时，要求至少两台测绘装置同时工作，其中一台测绘装置为基准站20，另外一台测绘装置为移动站30。基准站20设置在某一已知准确坐标的定点上，移动站30设置在远离基准站20的某点上。基准站20接收卫星定位的原始数据，并把已知的准确坐标和该原始数据的差分数据广播给移动站30。同时移动站30也接收卫星定位数据，并比较计算从基准站20发送过来的差分数据，进而确定出移动站的准确坐标数据。

无人机起源于第一次世界大战期间，最早被用于战场侦察监视。随着无线遥感等技术的迅速发展，利用小型无人机自主导航并自主作业的任务也越来越多样，如城市规划、地质灾害预防等。通常的无人机自动作业都需要在作业前期预先测绘出作业区域的边界，用以初步规划无人机自动作业的航线。当无人机准备开始作业之前，还需要再次对作业区域进行测绘并修正作业区域的边界偏差，从而修正航线偏差。以往，类似这样的多次的、反复的、繁重的测绘工作都是测绘人员采用上述传统的“GPS-RTK”测绘方法来完成的。

传统测绘方法的测绘装置由于附件多、体积大、电结构***复杂造成户外测绘时携带不方便。并且，每次进行测绘时，要求至少两台测绘装置，分别作为基准站和移动站来同时进行工作。另外，由于不具备自动存储数据功能，需要测绘人员配合使用手簿来记录坐标信息并计算偏差数据，所以每次测绘工作都需要多人协助才能完成，无形中增加了单次测绘工作中的设备及人工成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种非常方便的手持测绘装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种手持测绘装置，包括主控制板、GPS单元和存储器，所述GPS单元包括测绘模块和修正模块。所述主控制板通过第一接口分别与所述GPS单元的测绘模块和修正模块连接，所述主控制板通过第二接口与所述存储器连接。

相对于现有技术，本实用新型的手持测绘装置把传统GPS测绘中的基准站和移动站集成化为单一的手持设备，携带方便，单人就完成测绘，并且可自动存储所获得的测绘数据，减少设备及人工成本。

进一步，该手持测绘装置还包括无线局域网模块，所述无线局域网模块通过第三接口与所述主控制板连接。

进一步，该手持测绘装置还包括电源管理单元，所述电源管理单元通过第一总线与所述主控制板连接。

进一步，所述电源管理单元包括电源管理芯片，及分别与该电源管理芯片电连接的USB接口和锂电池，所述电源管理芯片通过第一总线与所述主控制板连接。

进一步，所述按键板包括一功能按键，所述功能按键通过第四接口与所述主控制板连接。

进一步，所述按键板还包括与所述电源管理芯片的控制端连接的电源按键。

进一步，所述的手持测绘装置，还包括指示灯板，所述指示灯板通过第四接口与所述主控制板连接，所述指示灯板设置有LED灯。

进一步，所述的手持测绘装置，还包括计时器单元，所述计时器单元通过第四接口与该主控制板电连接。

为了能更清晰的理解本实用新型，以下将结合附图说明阐述本实用新型的较佳的实施方式。

附图说明

图1是背景技术中使用传统测绘装置进行测绘的示意图。

图2是本实用新型一种手持测绘装置的结构框图。

具体实施方式

请参阅图2，图2是本实用新型的手持测绘装置的结构框图。

该手持测绘装置100包括设计为一体的一主控制板110、一GPS单元120、一计时器单元(图未示)、一存储器130、一无线局域网模块140、一电源管理单元150、一按键板160和一指示灯板170。该主控制板110是本装置的核心控制器。该GPS单元120、计时器单元、该存储器130、该无线局域网模块140、电源管理单元150、该按键板160及该该指示灯板170分别与该主控制板110电连接，由该主控制板110分别控制上述各部分的工作。

该GPS单元120作为GPS卫星定位***的地面接收机，其包括测绘模块和修正模块(图未示)。该控制板110通过第一接口分别与所述GPS单元的测绘模块和修正模块连接，并分别控制该GPS单元120的测绘模块或修正模块进行测绘或修正，并将获得的定位数据储存到存储器130中，本实施例中所述第一接口为USART接口(UniversalSynchronous/AsynchronousReceiver/Transmitter，通用同步/异步串行接收/发送器)。

该定时器单元通过第四接口与所述主控制板110连接，为该手持测绘装置100提供测绘时的计时功能，本实施例中，所述第四接口为GPIO接口(GeneralPurposeInputOutput，通用输入输出接口)。

在首次进行测绘时，启动该测绘模块进行定位测量，该测绘模块启动同时触发该定时器单元自动开始计时。测量人员先手持该手持测绘装置沿着测绘路线走动，该GPS单元120的测绘模块自动以一定间隔的时间记录测绘线路的坐标信息，并存储至该存储器130中。然后测量人员在测绘区域标识一固定地点并测绘且存储该点坐标。在进行第二次及后续修正测绘时，则启动该修正模块进行定位修正测量。此时，测绘人员只需将本测绘装置固定在第一次测绘时所标识的固定地点上，该GPS单元120的修正模块记录该定点坐标信息，存储至该存储器130中。该主控制板110计算出所标示的固定地点的分别在测绘模块和修正模块下测量的两次坐标偏差，通过该补偿偏差来修正在测绘模块获得的其他测绘边界坐标数据。

该存储器130通过第二接口与该主控制板110连接，用于存储经过该主控制板110处理后的定位数据或偏差数据，本实施例中，该存储器130为闪存，所述第二接口为SPI接口(SerialPeripheralInterface，串行外设接口)。

该无线局域网模块140通过第三接口与该主控制板110连接。该主控制板110读取该存储器130中的定位数据或偏差数据后，通过该无线局域网模块140传送至无人机的地面控制端(在本实施例中是平板或手机等移动终端)，本实施例中，所述第三接口为PBUS接口(ProcessorBus，处理机总线接口)。

该电源管理单元150设置一电源管理芯片152、一USB接口154和一锂电池156。该电源管理芯片152是该电源管理单元的核心，其通过第一总线与该主控制板110连接，并分别与该USB接口154及该锂电池156电连接。当该电源管理芯片152检测到该USB接口154没有电源输入信号时，则控制本装置100由该锂电池156供电；当该电源管理芯片152检测到该USB接口154有电源输入信号时，则控制本装置100由该USB接口154供电并同时给该锂电池156充电，本实施例中，所述第一总线为I²C总线(Inter-IntegratedCircuit总线)。

该按键板160上设置一功能按键162和一电源按键164。该功能按键162通过第四接口与该主控制板110连接；该电源按键164与该电源管理单元150的电源管理芯片152连接。该电源按键164用以控制该手持测绘装置100的开机或关机，该功能按键162用以控制该GPS单元120进入测绘模块工作时对应的“测绘模式”或修正模块工作时对应的“修正模式”，本实施例中，所述第四接口为GPIO接口。具体地，该按键板160的输入信号方式与该手持测绘装置100的工作方式的关系如下：

当该电源管理芯片152检测到来自该电源按键164“短按”的中断输入时，其给***供电，并控制该手持测绘装置100***启动。当该电源管理芯片152检测到来自该电源按键164“长按”的中断输入时，其给***断电，并控制该手持测绘装置100***关闭。当该主控制板110检测到来自该功能按键162“短按”的中断输入时，该主控制板110发送一个控制信号给该GPS单元120并控制该GPS单元120的测绘模块工作，进入“测绘模式”状态。当该主控制板110检测到来自该功能按键162“长按”的中断输入时，该主控制板110发送一个控制信号给该GPS单元120并控制该GPS单元120的修正模块工作，进入“修正模式”状态。

该指示灯板170通过第四接口与该主控制板110连接，该指示灯板170上设置有两个指示状态的LED灯(图未示)，在本实施例中包括红绿两种状态，该主控制板110控制LED灯的闪烁状态来显示本装置100的当前状态。具体地，该指示灯板170显示该手持测绘装置100的工作状态的过程如下：

当电源管理芯片152检测到本装置的工作电源不足时，该电源管理芯片152给主控制板110发送一个信号，由主控制板110发送一控制信号给指示灯板170以显示“右红灯慢闪”的状态；当电源管理芯片152检测到本装置给锂电池的充电未满时，该电源管理芯片152给主控制板110发送一个信号，由主控制板110控制LED灯的状态为“右红灯常亮”；当电源管理芯片152检测到本装置给锂电池的充电已满时，该电源管理芯片152给主控制板110发送一个信号，由主控制板110发送一控制信号给指示灯板170以显示“右绿灯常亮”的状态；当GPS单元120工作在“测绘模式”时，主控制板110发送一个信号给指示灯板170，并控制LED灯的状态为“左绿灯慢闪”；当GPS单元120工作在“修正模式”时，主控制板110发送一个信号给指示灯板170，并控制LED灯的状态为“左绿灯快闪”。

该手持测绘装置100在实际测绘工作中的使用过程如下：

无人机自动作业前期，工作人员需要预先初步的测绘出一个包含经纬度及高程等信息的作业航区边界。第一次测绘时，工作人员“短按”功能按键162使本装置的GPS单元120进入“测绘模式”，然后沿着测绘路线走动，该GPS单元120的测绘模块启动，同时触发该定时器单元自动开始计时并自动以一定间隔的时间记录测绘线路的坐标信息，以通过时间的先后顺序来区分分开采集的多个坐标，并存储至该存储器130中，同时，在测绘区域确定并标识某一定点并测绘且存储该定点的坐标信息。

与无人机交互的地面控制端通过该无线局域网模块140与该手持测绘装置连接，并下载该存储器130中的坐标信息。这些坐标信息配合原本就包含了大量坐标信息的电子地图，就可以在电子地图上绘制出与第一次测量数据对应的坐标线路，即航区边界线路。利用该边界线路可自动规划无人机的作业航线。

无人机自动作业时，由于天气、干扰等环境因素的影响，现场坐标信息与第一次测绘数据会存在偏差。此时，测绘工作人员只需将本测绘装置固定在第一次测绘时已经标识的定点上，“长按”功能按键162使本装置的GPS单元120进入“修正模式”，此时本装置作为该定点上的基准站。该GPS单元120的修正模块记录该定点坐标信息，并存储至该存储器130中。另外，通过无线局域网模块140发送到与无人机交互的地面控制端。两次该定点的坐标偏差可作为作业边界及航线的补偿偏差。无人机的地面控制端通过补偿该坐标偏差就可以修正电子地图上的航区边界坐标线路，从而有利于自动规划航线。

相对于现有技术，本实用新型的手持测绘装置把传统GPS测绘中的基准站和移动站集成化为单一的手持设备，携带方便，单人就完成测绘，并且可自动存储所获得的测绘数据，减少设备及人工成本。

本实用新型可以具有多种变形实施方式，如GPS单元120的测绘模块和修正模块集成成单一模块，并可以电信号切换该GPS单元120工作在“测绘模式”或“修正模式”下。此外，该装置还可以设置有一外壳，还可以设置有一与主控制板110电连接的显示屏，其用于显示GPS的定位参数。还可以设置有一与主控制板110电连接的外放喇叭，其用于同步播放GPS坐标信息，本装置还可用于区域面积的测量。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims (8)

1.一种手持测绘装置，其特征在于：包括主控制板、GPS单元和存储器；所述GPS单元包括测绘模块和修正模块；所述主控制板通过第一接口分别与所述GPS单元的测绘模块和修正模块连接，所述主控制板通过第二接口与所述存储器连接。

2.如权利要求1所述的手持测绘装置，其特征在于：还包括无线局域网模块，所述无线局域网模块输入端通过第三接口与所述主控制板连接。

3.如权利要求1所述的手持测绘装置，其特征在于：还包括电源管理单元，所述电源管理单元通过第一总线与所述主控制板连接。

4.如权利要求3所述的手持测绘装置，其特征在于：所述电源管理单元包括电源管理芯片，及分别与该电源管理芯片电连接的USB接口和锂电池，所述电源管理芯片通过第一总线与所述主控制板连接。

5.如权利要求4所述的手持测绘装置，其特征在于：还包括按键板，所述按键板包括一功能按键，所述功能按键通过第四接口与所述主控制板连接。

6.如权利要求5所述的手持测绘装置，其特征在于：所述按键板还包括与所述电源管理芯片的控制端连接的电源按键。

7.如权利要求1所述的手持测绘装置，其特征在于：还包括指示灯板，所述指示灯板通过第四接口与所述主控制板连接，所述指示灯板设置有LED灯。

8.如权利要求1所述的手持测绘装置，其特征在于：还包括计时器单元，所述计时器单元通过第四接口与该主控制板电连接。