一種基于gnss與激光測距的便攜式手持終端的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于GNSS與激光測距的便攜式手持終端，包括殼體和設置在殼體空腔內的測距裝置，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，主體的上方平行設置有瞄準鏡，所述測距裝置包括GNSS接收模塊、微處理器和設置在主體前端的激光測距模塊，其中，GNSS接收模塊的輸出端連接微處理器，用于接收GNSS衛星信號以確定測量點的坐標；激光測距模塊的輸出端連接微處理器，用于測定測量點與目標點之間的距離；微處理器根據測量點的坐標及其與目標點之間的距離獲取目標點的坐標。本發明使用戶在野外作業時無需直接接觸目標就可獲得目標較為精確的坐標信息，提高作業效率，降低工作難度。
【專利說明】
一種基于GNSS與激光測距的便攜式手持終端
技術領域
[0001] 本發明涉及一種應用于野外便攜快速獲取目標坐標信息的基于GNSS與激光測距 的便攜式手持終端，屬于測繪技術領域。
【背景技術】
[0002] GNSS手持終端具有高精度、全天候、高效率、多功能、易攜帶、操作簡便等特點，目 前在野外調查時得到廣泛應用。但在野外作業時，當遇到目標難以達到獲取目標時，如測量 山坡的石頭或者海上的某一塊礁石時，手持GNSS接收機難以發揮作用，只能借助其他量測 手段，如航測等，比較費時費力;此外，強行去測量這些目標會給工作人員的人身安全帶來 一定威脅。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供了一種基于GNSS與激光測距的便 攜式手持終端，解決了現有技術中GNSS接收機無法遠距離測量目標坐標的技術問題。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于GNSS與激光測距的便攜式手持終 端，其特征是，包括殼體和設置在殼體空腔內的測距裝置，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，主體的上方平行設置有瞄準鏡，所述測距裝置包括GNSS 接收模塊、微處理器和設置在主體前端的激光測距模塊，其中，
[0005] GNSS接收模塊的輸出端連接微處理器，用于接收GNSS衛星信號以確定測量點的坐 標；
[0006] 激光測距模塊的輸出端連接微處理器，用于測定測量點與目標點之間的距離；
[0007] 微處理器根據測量點的坐標及其與目標點之間的距離獲取目標點的坐標。
[0008] 進一步的，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 激光測距模塊，所述電源模塊設置在手柄的空腔內。
[0009] 進一步的，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，所述顯示器設置在主體的后端。
[0010]進一步的，還包括存儲模塊，存儲模塊連接微處理器。
[0011] 進一步的，所述GNSS接收模塊包括依次串聯的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處理電路，信號處理電路的輸出端連接微處理器。
[0012] 進一步的，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差分信息以修正測量點的坐標;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] 進一步的，所述激光測距模塊包括激光發射器，所述激光發射器上設置有對應其 "開關"功能的按鈕，所述按鈕位于手柄的前端上部。
[0014] 與現有技術相比，本發明所達到的有益效果是:本發明使用戶在野外作業時無需 直接接觸目標就可獲得目標較為精確的坐標信息，提高作業效率，降低工作難度。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發明手持終端的結構示意圖；
[0016] 圖2是本發明測距裝置的原理結構圖；
[0017] 圖3是本發明一實施例的測量示意圖。
[0018] 附圖標記：1、GNSS接收天線;2、前置放大器;3、變頻器;4、信號處理電路;5、微處理 器;6、激光發射器;7、分光器;8、反光鏡;9、探測器；10、前置放大器；11、主放大器；12、門電 路；13、時鐘振蕩器；14、計數器；15、顯示器；16、存儲模塊；17、電源模塊；18、通信天線；19、 GPRS模塊;20、S頂卡座;21、按鈕;22、瞄準鏡。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明 的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0020] 如圖1和圖2所示，本發明的一種基于GNSS與激光測距的便攜式手持終端（以下簡 稱"手持終端"），其特征是，包括殼體和設置在殼體空腔內的測距裝置，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，主體的上方平行設置有瞄準鏡22，所述測 距裝置包括GNSS接收模塊、微處理器5和設置在主體前端的激光測距模塊，其中，
[0021] GNSS接收模塊的輸出端連接微處理器5,用于接收GNSS衛星信號以確定測量點的 坐標；
[0022]激光測距模塊的輸出端連接微處理器5,用于測定測量點與目標點之間的距離； [0023]微處理器5根據測量點的坐標及其與目標點之間的距離獲取目標點的坐標。
[0024]本發明的原理是通過三次獲取測量點的坐標及其與目標點之間的距離，在三維坐 標系中計算獲取目標點的坐標，使用戶在野外作業時無需直接接觸目標就可獲得目標較為 精確的坐標信息，提高作業效率，降低工作難度;手持終端的殼體呈T型還設有便于用戶手 握的手柄，體積小便于用戶攜帶。
[0025]進一步的，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和激光測距模塊，如圖1所示，所述電源模塊17設置在手柄的空腔內。電源模塊可采用現 有技術中節能低功耗的電源產品。電源產品設置在手柄的空腔內，將高壓電源與主體內的 測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 殼體的平穩性。當電源模塊采用電池時，設置在手柄位置便于更換電池，如電源產品為可充 電電池時，設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行充電。 [0026]進一步的，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設置在主體的后端。顯示模塊用于顯示測量點和目標點的坐 標信息，設置在主體的后端，便于用戶直接觀察，顯示模塊可以采用現有技術中LCD顯示器， 也可以采用現有技術中觸摸屏。
[0027]進一步的，還包括存儲模塊16,存儲模塊16連接微處理器5。存儲模塊16用于存儲 測量的坐標信息，便于用戶以后查閱各個目標點的坐標信息，存儲模塊16可以采用現有技 術的存儲器，也可以SD存儲卡或采用移動硬盤。
[0028]進一步的，微處理器可以選用現有技術中處理能力強功耗低的單片機或FPGA。 [0029]進一步的，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差分信息以修正測量點的坐標;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通訊模塊獲得基準站或者C0RS(衛星定 位服務連續運行參考站)播發的差分信息，差分信息包括衛星軌道誤差改正、大氣影響改正 等信息，將差分信息輸出到微處理器，微處理器根據差分信息修正GNSS衛星信號，獲取更準 確的測量點坐標，其中利用差分信號修正GNSS衛星信號屬于現有技術。
[0030] 進一步的，所述GNSS接收模塊包括依次串聯的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處理電路4,信號處理電路4的輸出端連接微處理器。GNSS接 收天線1將來自衛星的微弱能量轉化為相應的電流量，通過前置放大器2將GNSS衛星信號加 以放大，變頻器3將信號將高頻衛星信號變頻為低一兩個級別的中頻信號，最后通過信號通 道4對信號進行進一步變頻、放大、濾波等一系列處理，實現對GNSS信號的跟蹤、鎖定、測量， 提供計算位置(測量點）的數據信息。
[0031] 進一步的，所述激光測距模塊包括激光發射部分:激光發射器6、分光器7、反光鏡 8;激光接收部分:探測器9、前置放大器10、主放大器11;和信號處理部分：門電路12,時鐘振 蕩器13,計數器14。系統測距時，激光發射器6發射激光脈沖信號，時鐘振蕩器13不斷產生具 有一定時間間隔的標準脈沖信號To,計數器14開始計時，激光通過分光器7分為兩部分，一 部分發射至目標物體反射，一部分通過反光鏡8發射，兩部分光最終都由探測器9接收，將模 擬信號變為電信號，電信號通過前置放大器10與主放大器11放大整形后進入微處理器，門 電路12關閉，計時器14停止計時。通過時鐘脈沖時間間隔與脈沖個數相乘，就是主波與回波 的時間間隔，便得到測距距離。
[0032] 進一步的，所述激光發射器上設置有對應其"開關"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。當需要使用激光測量模塊進行距離測量時，按下按鈕21，即 可打開激光發射器進行激光距離測量。
[0033]手持終端相較傳統的GNSS接收機相比，可測量遠距離目標，這是GNSS傳統手持機 所不具備的，大大擴寬了手持終端的應用范圍；同時與常規測量方式，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。手持機設計成"T"型，方便測量時抓握，同 時又配有瞄準鏡，整個量測過程與射擊一般，過程簡單、高效。本發明同時配備的LED顯示屏 可實時顯示位置和被測目標點。綜上，本發明集定位與測距功能一體，且依舊保持GNSS手持 機的便攜性特點，野外作業時可降低作業人員工作難度，提高工作效率。
[0034] 實施例一
[0035]如圖3所示，以從山腳測量山頂點T為測量實例，如圖3所示。為獲得T (Xt，Yt，Zt)坐 標，至少需要在三個不同點上進行瞄準測距，故分別在三個分布相對均勻的點上進 行瞄準測量，每次測量時，通過瞄準鏡22瞄準同一點，按下按鈕21進行激光測量，分別得到 距離1^、1^丄 2。三個測量點坐標由6~55接收模塊獲得，若可接收到差分信息，手持終端測量 點的坐標由差分信號進行修正;若沒有，則只進行GNSS單點定位。由此獲得三個測量點坐標 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：
[0037] 本發明使用戶在野外作業時無需直接接觸目標就可獲得目標較為精確的坐標信 息，提高作業效率，降低工作難度。
[0038] 以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型 也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種基于GNSS與激光測距的便攜式手持終端，其特征是，包括殼體和設置在殼體空 腔內的測距裝置，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 的上方平行設置有瞄準鏡，所述測距裝置包括GNSS接收模塊、微處理器和設置在主體前端 的激光測距模塊，其中， GNSS接收模塊的輸出端連接微處理器，用于接收GNSS衛星信號以確定測量點的坐標； 激光測距模塊的輸出端連接微處理器，用于測定測量點與目標點之間的距離； 微處理器根據測量點的坐標及其與目標點之間的距離獲取目標點的坐標。2. 根據權利要求1所述的一種基于GNSS與激光測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、微處理器和激光測距模塊，所述電源 模塊設置在手柄的空腔內。3. 根據權利要求1所述的一種基于GNSS與激光測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，所述顯示器設置在主體 的后端。4. 根據權利要求1所述的一種基于GNSS與激光測距的便攜式手持終端，其特征是，還包 括存儲模塊，存儲模塊連接微處理器。5. 根據權利要求1所述的一種基于GNSS與激光測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 信號處理電路，信號處理電路的輸出端連接微處理器。6. 根據權利要求1所述的一種基于GNSS與激光測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差分信息以修正測量點的坐標。7. 根據權利要求1所述的一種基于GNSS與激光測距的便攜式手持終端，其特征是，所述 激光測距模塊包括激光發射器，所述激光發射器上設置有對應其"開關"功能的按鈕，所述 按鈕位于手柄的前端上部。
【文檔編號】G01S17/48GK106093968SQ201610375825
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】吳志露, 劉焱雄, 何秀鳳, 肖儒雅, 陳運
【申請人】河海大學, 國家海洋局第海洋研究所, 國家海洋局第一海洋研究所