一种基于gnss与激光测距的便携式手持终端的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于GNSS与激光测距的便携式手持终端，包括壳体和设置在壳体空腔内的测距装置，所述壳体呈“T”型，包括水平方向的主体和竖直向左倾斜的手柄，主体的上方平行设置有瞄准镜，所述测距装置包括GNSS接收模块、微处理器和设置在主体前端的激光测距模块，其中，GNSS接收模块的输出端连接微处理器，用于接收GNSS卫星信号以确定测量点的坐标；激光测距模块的输出端连接微处理器，用于测定测量点与目标点之间的距离；微处理器根据测量点的坐标及其与目标点之间的距离获取目标点的坐标。本发明使用户在野外作业时无需直接接触目标就可获得目标较为精确的坐标信息，提高作业效率，降低工作难度。
【专利说明】
一种基于GNSS与激光测距的便携式手持终端
技术领域
[0001] 本发明涉及一种应用于野外便携快速获取目标坐标信息的基于GNSS与激光测距 的便携式手持终端，属于测绘技术领域。
【背景技术】
[0002] GNSS手持终端具有高精度、全天候、高效率、多功能、易携带、操作简便等特点，目 前在野外调查时得到广泛应用。但在野外作业时，当遇到目标难以达到获取目标时，如测量 山坡的石头或者海上的某一块礁石时，手持GNSS接收机难以发挥作用，只能借助其他量测 手段，如航测等，比较费时费力;此外，强行去测量这些目标会给工作人员的人身安全带来 一定威胁。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种基于GNSS与激光测距的便 携式手持终端，解决了现有技术中GNSS接收机无法远距离测量目标坐标的技术问题。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于GNSS与激光测距的便携式手持终 端，其特征是，包括壳体和设置在壳体空腔内的测距装置，所述壳体呈"T"型，包括水平方向 的主体和竖直向后端倾斜的手柄，主体的上方平行设置有瞄准镜，所述测距装置包括GNSS 接收模块、微处理器和设置在主体前端的激光测距模块，其中，
[0005] GNSS接收模块的输出端连接微处理器，用于接收GNSS卫星信号以确定测量点的坐 标；
[0006] 激光测距模块的输出端连接微处理器，用于测定测量点与目标点之间的距离；
[0007] 微处理器根据测量点的坐标及其与目标点之间的距离获取目标点的坐标。
[0008] 进一步的，还包括电源模块，电源模块输出工作电源至GNSS接收模块、微处理器和 激光测距模块，所述电源模块设置在手柄的空腔内。
[0009] 进一步的，还包括显示模块，显示模块的输入端连接微处理器，显示模块为显示 器，所述显示器设置在主体的后端。
[0010]进一步的，还包括存储模块，存储模块连接微处理器。
[0011] 进一步的，所述GNSS接收模块包括依次串联的GNSS接收天线、前置放大器、变频器 和用于放大滤波处理的信号处理电路，信号处理电路的输出端连接微处理器。
[0012] 进一步的，还包括GPRS无线通讯模块，GPRS无线通讯模块的输出端连接微处理器， 用于接收来自C0RS站或者基站的GNSS差分信息以修正测量点的坐标;GPRS无线通讯模块包 括通信天线、GPRS模块和S頂卡座，通信天线连接GPRS模块，GPRS模块放置在S頂卡座中，SIM 卡座连接微处理器。
[0013] 进一步的，所述激光测距模块包括激光发射器，所述激光发射器上设置有对应其 "开关"功能的按钮，所述按钮位于手柄的前端上部。
[0014] 与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是:本发明使用户在野外作业时无需 直接接触目标就可获得目标较为精确的坐标信息，提高作业效率，降低工作难度。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明手持终端的结构示意图；
[0016] 图2是本发明测距装置的原理结构图；
[0017] 图3是本发明一实施例的测量示意图。
[0018] 附图标记：1、GNSS接收天线;2、前置放大器;3、变频器;4、信号处理电路;5、微处理 器;6、激光发射器;7、分光器;8、反光镜;9、探测器；10、前置放大器；11、主放大器；12、门电 路；13、时钟振荡器；14、计数器；15、显示器；16、存储模块；17、电源模块；18、通信天线；19、 GPRS模块;20、S頂卡座;21、按钮;22、瞄准镜。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0020] 如图1和图2所示，本发明的一种基于GNSS与激光测距的便携式手持终端（以下简 称"手持终端"），其特征是，包括壳体和设置在壳体空腔内的测距装置，所述壳体呈"T"型， 包括水平方向的主体和竖直向后端倾斜的手柄，主体的上方平行设置有瞄准镜22，所述测 距装置包括GNSS接收模块、微处理器5和设置在主体前端的激光测距模块，其中，
[0021] GNSS接收模块的输出端连接微处理器5,用于接收GNSS卫星信号以确定测量点的 坐标；
[0022]激光测距模块的输出端连接微处理器5,用于测定测量点与目标点之间的距离； [0023]微处理器5根据测量点的坐标及其与目标点之间的距离获取目标点的坐标。
[0024]本发明的原理是通过三次获取测量点的坐标及其与目标点之间的距离，在三维坐 标系中计算获取目标点的坐标，使用户在野外作业时无需直接接触目标就可获得目标较为 精确的坐标信息，提高作业效率，降低工作难度;手持终端的壳体呈T型还设有便于用户手 握的手柄，体积小便于用户携带。
[0025]进一步的，还包括电源模块17，电源模块17输出工作电源至GNSS接收模块、微处理 器5和激光测距模块，如图1所示，所述电源模块17设置在手柄的空腔内。电源模块可采用现 有技术中节能低功耗的电源产品。电源产品设置在手柄的空腔内，将高压电源与主体内的 测距装置电子芯片隔离，减少电磁干扰;并且电源可以增加手柄部分的重量，能够保持T型 壳体的平稳性。当电源模块采用电池时，设置在手柄位置便于更换电池，如电源产品为可充 电电池时，设置在手柄位置也便于打开手柄的下端利用充电接口为充电电池进行充电。 [0026]进一步的，还包括显示模块，显示模块的输入端连接微处理器，显示模块为显示器 15,如图1所示，所述显示器15设置在主体的后端。显示模块用于显示测量点和目标点的坐 标信息，设置在主体的后端，便于用户直接观察，显示模块可以采用现有技术中LCD显示器， 也可以采用现有技术中触摸屏。
[0027]进一步的，还包括存储模块16,存储模块16连接微处理器5。存储模块16用于存储 测量的坐标信息，便于用户以后查阅各个目标点的坐标信息，存储模块16可以采用现有技 术的存储器，也可以SD存储卡或采用移动硬盘。
[0028]进一步的，微处理器可以选用现有技术中处理能力强功耗低的单片机或FPGA。 [0029]进一步的，还包括GPRS无线通讯模块，GPRS无线通讯模块的输出端连接微处理器 5，用于接收来自C0RS站或者基站的GNSS差分信息以修正测量点的坐标;GPRS无线通讯模块 包括通信天线18、GPRS模块19和SIM卡座20,通信天线18连接GPRS模块19，GPRS模块19放置 在S頂卡座20中，SIM卡座20连接微处理器，通过GPRS通讯模块获得基准站或者C0RS(卫星定 位服务连续运行参考站)播发的差分信息，差分信息包括卫星轨道误差改正、大气影响改正 等信息，将差分信息输出到微处理器，微处理器根据差分信息修正GNSS卫星信号，获取更准 确的测量点坐标，其中利用差分信号修正GNSS卫星信号属于现有技术。
[0030] 进一步的，所述GNSS接收模块包括依次串联的GNSS接收天线1、前置放大器2、变频 器3和用于放大滤波处理的信号处理电路4,信号处理电路4的输出端连接微处理器。GNSS接 收天线1将来自卫星的微弱能量转化为相应的电流量，通过前置放大器2将GNSS卫星信号加 以放大，变频器3将信号将高频卫星信号变频为低一两个级别的中频信号，最后通过信号通 道4对信号进行进一步变频、放大、滤波等一系列处理，实现对GNSS信号的跟踪、锁定、测量， 提供计算位置(测量点）的数据信息。
[0031] 进一步的，所述激光测距模块包括激光发射部分:激光发射器6、分光器7、反光镜 8;激光接收部分:探测器9、前置放大器10、主放大器11;和信号处理部分：门电路12,时钟振 荡器13,计数器14。系统测距时，激光发射器6发射激光脉冲信号，时钟振荡器13不断产生具 有一定时间间隔的标准脉冲信号To,计数器14开始计时，激光通过分光器7分为两部分，一 部分发射至目标物体反射，一部分通过反光镜8发射，两部分光最终都由探测器9接收，将模 拟信号变为电信号，电信号通过前置放大器10与主放大器11放大整形后进入微处理器，门 电路12关闭，计时器14停止计时。通过时钟脉冲时间间隔与脉冲个数相乘，就是主波与回波 的时间间隔，便得到测距距离。
[0032] 进一步的，所述激光发射器上设置有对应其"开关"功能的按钮21，如图1所示，所 述按钮21位于手柄的前端上部。当需要使用激光测量模块进行距离测量时，按下按钮21，即 可打开激光发射器进行激光距离测量。
[0033]手持终端相较传统的GNSS接收机相比，可测量远距离目标，这是GNSS传统手持机 所不具备的，大大扩宽了手持终端的应用范围；同时与常规测量方式，如全站仪等相比，手 持终端又具备体积小、功率低、便于携带的特点。手持机设计成"T"型，方便测量时抓握，同 时又配有瞄准镜，整个量测过程与射击一般，过程简单、高效。本发明同时配备的LED显示屏 可实时显示位置和被测目标点。综上，本发明集定位与测距功能一体，且依旧保持GNSS手持 机的便携性特点，野外作业时可降低作业人员工作难度，提高工作效率。
[0034] 实施例一
[0035]如图3所示，以从山脚测量山顶点T为测量实例，如图3所示。为获得T (Xt，Yt，Zt)坐 标，至少需要在三个不同点上进行瞄准测距，故分别在三个分布相对均匀的点上进 行瞄准测量，每次测量时，通过瞄准镜22瞄准同一点，按下按钮21进行激光测量，分别得到 距离1^、1^丄 2。三个测量点坐标由6~55接收模块获得，若可接收到差分信息，手持终端测量 点的坐标由差分信号进行修正;若没有，则只进行GNSS单点定位。由此获得三个测量点坐标 卩心以以^卩必以以丄卩心:^以山则由以下公式即可获得丁点：
[0037] 本发明使用户在野外作业时无需直接接触目标就可获得目标较为精确的坐标信 息，提高作业效率，降低工作难度。
[0038] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于GNSS与激光测距的便携式手持终端，其特征是，包括壳体和设置在壳体空 腔内的测距装置，所述壳体呈"T"型，包括水平方向的主体和竖直向后端倾斜的手柄，主体 的上方平行设置有瞄准镜，所述测距装置包括GNSS接收模块、微处理器和设置在主体前端 的激光测距模块，其中， GNSS接收模块的输出端连接微处理器，用于接收GNSS卫星信号以确定测量点的坐标； 激光测距模块的输出端连接微处理器，用于测定测量点与目标点之间的距离； 微处理器根据测量点的坐标及其与目标点之间的距离获取目标点的坐标。2. 根据权利要求1所述的一种基于GNSS与激光测距的便携式手持终端，其特征是，还包 括电源模块，电源模块输出工作电源至GNSS接收模块、微处理器和激光测距模块，所述电源 模块设置在手柄的空腔内。3. 根据权利要求1所述的一种基于GNSS与激光测距的便携式手持终端，其特征是，还包 括显示模块，显示模块的输入端连接微处理器，显示模块为显示器，所述显示器设置在主体 的后端。4. 根据权利要求1所述的一种基于GNSS与激光测距的便携式手持终端，其特征是，还包 括存储模块，存储模块连接微处理器。5. 根据权利要求1所述的一种基于GNSS与激光测距的便携式手持终端，其特征是，所述 GNSS接收模块包括依次串联的GNSS接收天线、前置放大器、变频器和用于放大滤波处理的 信号处理电路，信号处理电路的输出端连接微处理器。6. 根据权利要求1所述的一种基于GNSS与激光测距的便携式手持终端，其特征是，还包 括GPRS无线通讯模块，GPRS无线通讯模块的输出端连接微处理器5，用于接收来自CORS站或 者基站的GNSS差分信息以修正测量点的坐标。7. 根据权利要求1所述的一种基于GNSS与激光测距的便携式手持终端，其特征是，所述 激光测距模块包括激光发射器，所述激光发射器上设置有对应其"开关"功能的按钮，所述 按钮位于手柄的前端上部。
【文档编号】G01S17/48GK106093968SQ201610375825
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】吴志露, 刘焱雄, 何秀凤, 肖儒雅, 陈运
【申请人】河海大学, 国家海洋局第海洋研究所, 国家海洋局第一海洋研究所