一种基于网络RTK GNSS的水准测量测站自动化系统

技术领域

本发明涉及水准测量技术领域，具体为一种基于网络RTK GNSS的水准测量测站自动化系统。

背景技术

水准测量作为历史悠久的传统高程传递的基础手段，在实际工作中有大量的应用，我国作为基建大国，建筑、交通、水利、电力等建设施工中使用广泛。

传统的测水准量作业方式是技术人员调平后的光学(或电子)系统，读取前后尺的高度、前后尺的距离，然后手工记录或者自动记录，然后内业平差，得到符合规范的成果(规范等级有：一等、二等、三等、四等、等外)。但是在实际作业过程中，不记录测站和前后尺的坐标位置信息，存在下列的不足：1、测站测量时，前后视距差和累计视距差指标，在测量前后尺后超限，需要重新调整测站及水准尺的位置，需要调平仪器主机，效率低下；2、往返测时，测站位置随意，需要临时再找合适设站位置，效率不高，本系统可以将踏勘人员节省出来，极大提高生产效率和降低成本。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于网络RTK GNSS的水准测量测站自动化系统，主要为解决现有水准测量效率低下，成本较高的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于网络RTK GNSS的水准测量测站自动化系统，包括系统模块总成，所述系统模块总成包括位置测量系统、视距提示子系统、返测提示子系统，位置测量系统连接有RTK GNSS网络端，位置测量系统包括前尺(QC)位置测量系统、后尺(HC)位置测量系统和仪器测站(CZ)位置测量系统，所述前尺(QC)位置测量系统、后尺(HC)位置测量系统和仪器测站(CZ)位置测量系统均包括测试站视距提示器，所述视距提示子系统和返测提示子系统均包括计算模块和语音播报模块。

作为本发明再进一步的方案，所述测试站视距提示器包括GPS RTK天线、数传天线、语音播报器、水准视距信息显示屏和测量参数设置按键。

进一步的，所述系统模块总成包括数据管理模和数据储存模块，数据管理模块和数据储存模块相连。

在前述方案的基础上，所述系统模块总成包括定位模块和数传模块，定位模块和数传模块均与位置测量系统、视距提示子系统、返测提示子系统相连接。

本发明还提出了一种基于网络RTK GNSS的水准测量测站自动化方法，包括以下步骤：

S1：选择规范，测量前，按照水准测量的工作要求，选择正确的规范等级，从而设置好前后尺视距、累计视距参数；

S2：开始测量，在选好水准测量等级后，测量人员开始测量，系统解算前尺-测站(QC-CZ)、测站-后尺(CZ-HC)的坐标数据，实时计算出前后尺视距，语音提示测量人员，行走到符合规范的距离位置，设站完毕完成测站观测；

S3：记录数据，在测站观测时，三者(QC、HC、CZ)记录各位位置信息，供内业数据分析及返测子系统使用，从而高效完成测量；

S4：往返测量，在需要往返测量的线路测量工作时，选择返测选项后，系统自动调取往测的前后尺、测站坐标数据，指引和提示测量人员到到往测的位置，高效完成往返测水准测量。

进一步的，所述S2中在行走到符合规范的距离位置后需要整平水准仪，摆好前后水准尺，一次性完成当前测站观测。

在前述方案的基础上，所述S4中测量人员到到往测的位置后在视距提示子系统核对前后视视距差，累计视距差符合规范要求的条件下，整平仪器，完成测站观测。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种基于网络RTK GNSS的水准测量测站自动化系统，具备以下有益效果：

1、本发明，能够通过网络RTK GNSS技术进行高精度定位，通过数传系统，将水准测量的前尺-QC、后尺-HC、仪器测站-CZ坐标数据进行交换处理，结合水准测量规范关于视距的要求，实现水准测量中测站要素位置信息的测量、管理，极大提高水准测量的效率，大大方便建筑、交通、水利、电力等建设施工行业人员。

2、本发明通过网络RTK GNSS，能够实时测量三者(前尺-QC、后尺-HC、仪器测站-CZ)的WGS84坐标，通过数据管理模块实现坐标数据记录和计算、测站数据下载。

3、本发明通过定位模块获取前尺、后尺、仪器测站基于网络RTK厘米级坐标，数传模块用于向前尺、后尺、仪器测站三者见坐标数据通讯和交换。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于网络RTK GNSS的水准测量测站自动化系统的结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于网络RTK GNSS的水准测量测站自动化系统的测站视距提示器结构示意图；

图3为本发明提出的一种基于网络RTK GNSS的水准测量测站自动化方法的流程结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-3，一种基于网络RTK GNSS的水准测量测站自动化系统，包括括系统模块总成，所述系统模块总成包括位置测量系统、视距提示子系统、返测提示子系统，位置测量系统连接有RTK GNSS网络端，位置测量系统包括前尺(QC)位置测量系统、后尺(HC)位置测量系统和仪器测站(CZ)位置测量系统，通过网络RTK GNSS，能够实时测量三者(前尺-QC、后尺-HC、仪器测站-CZ)的WGS84坐标，所述前尺(QC)位置测量系统、后尺(HC)位置测量系统和仪器测站(CZ)位置测量系统均包括测试站视距提示器，所述视距提示子系统和返测提示子系统均包括计算模块和语音播报模块。

本发明中，测试站视距提示器包括GPS RTK天线、数传天线、语音播报器、水准视距信息显示屏和测量参数设置按键，系统模块总成包括数据管理模和数据储存模块，数据管理模块和数据储存模块相连，通过数据管理模块实现坐标数据记录和计算、测站数据下载，系统模块总成包括定位模块和数传模块，通过数传系统，将水准测量的前尺-QC、后尺-HC、仪器测站-CZ坐标数据进行交换处理，定位模块和数传模块均与位置测量系统、视距提示子系统、返测提示子系统相连接，通过定位模块获取前尺、后尺、仪器测站基于网络RTK厘米级坐标，数传模块用于向前尺、后尺、仪器测站三者见坐标数据通讯和交换。

本发明还提出了一种基于网络RTK GNSS的水准测量测站自动化方法，包括以下步骤：

S1：选择规范，测量前，按照水准测量的工作要求，选择正确的规范等级，从而设置好前后尺视距、累计视距参数；

S2：开始测量，在选好水准测量等级后，测量人员开始测量，系统解算前尺-测站(QC-CZ)、测站-后尺(CZ-HC)的坐标数据，实时计算出前后尺视距，语音提示测量人员，行走到符合规范的距离位置，设站完毕完成测站观测；

S3：记录数据，在测站观测时，三者(QC、HC、CZ)记录各位位置信息，供内业数据分析及返测子系统使用，从而高效完成测量；

S4：往返测量，在需要往返测量的线路测量工作时，选择返测选项后，系统自动调取往测的前后尺、测站坐标数据，指引和提示测量人员到到往测的位置，高效完成往返测水准测量，从而节省人工，提高了效率。

需要特别说明的是，S2中在行走到符合规范的距离位置后需要整平水准仪，摆好前后水准尺，一次性完成当前测站观测，S4中测量人员到到往测的位置后在视距提示子系统核对前后视视距差，累计视距差符合规范要求的条件下，整平仪器，完成测站观测。

在该文中的描述中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。