1.一种立木位置测量装置,其特征在于,该立木位置测量装置包括:
基站;该基站包括有一支架、四杆件:第一杆件、第二杆件、第三杆件、第四杆件;所述支架具有一节点,四杆件的一端均固定在节点上,另一端均设置有第一uwb通信模块;第一杆件、第二杆件、第三杆件位于同一水平面内且互成120°角;第四杆件垂直于水平面设置;所述节点位置设置有电子装置;
移动装置;所述移动装置内集成有可与第一uwb通信模块进行通信的第二uwb通信模块;第二uwb通信模块与第一uwb通信模块之间进行通信,以测量移动装置与基站上各杆件上的第一uwb通信模块之间的距离;所述移动装置根据与基站上各杆件上的第一uwb通信模块之间的距离测算自身位置。
2.根据权利要求1所述的立木位置测量装置,其特征在于,所述移动装置内集成有用于存储测量数据的存储模块。
3.根据权利要求2所述的立木位置测量装置,其特征在于,所述移动装置上设置有数据传输接口,以便将测量数据上传至上位机中。
4.根据权利要求1所述的立木位置测量装置,其特征在于,所述移动装置上设置有用于指示第二uwb通信模块与第一uwb通信模块是否开始通信的指示灯。
5.根据权利要求1所述的立木位置测量装置,其特征在于,所述移动装置上还设置有用于交互的显示屏和按键。
6.根据权利要求1所述的立木位置测量装置,其特征在于,所述基站的电子装置内还集成有gps。
7.根据权利要求1所述的立木位置测量装置,其特征在于,移动装置与基站上各杆件上的第一uwb通信模块之间的距离dis的计算式为:dis=c×tp;其中,c为光速,tp为第二uwb通信模块与第一uwb通信模块之间的单程通信时长。
8.根据权利要求1所述的立木位置测量装置,其特征在于,四杆件的长度均为1米;
所述移动装置根据与基站上各杆件上的第一uwb通信模块之间的距离测算自身位置的计算过程如下:
在4个等式:
计算移动装置坐标(xn,yn,zn)的计算式如下:
其中,aen、ben、cen、den分别为移动装置距离第一杆件、第二杆件、第三杆件、第四杆件上的第一uwb通信模块的距离;(xn,yn,zn)为移动装置在oxy坐标系中的坐标;oxy坐标系的坐标原点为支架的节点,x轴正向沿第一杆件方向设置,y轴为x轴沿水平面以俯视角度观察逆时针转90度获得,z轴正向沿第四杆件方向设置。
9.根据权利要求8所述的立木位置测量装置,其特征在于,所述基站的电子装置内还集成有可测量的欧拉姿态角的陀螺仪和可测量海拔高度的海拔计;
所述移动装置测算自身位置的计算过程还包括:
将移动装置坐标(xn,yn,zn)转换至东-北-天坐标系下的坐标(xn',yn',zn'),转化计算式如下:
其中,ψ、θ、φ分别为偏航角、俯仰角、滚转角,由陀螺仪测量;h为电子装置的海拔高度。
10.一种立木位置测量方法,其特征在于,该立木位置测量方法应用于立木位置测量装置,包括步骤:
通过第二uwb通信模块与第一uwb通信模块之间的通信,测量移动装置与基站上各杆件上的第一uwb通信模块之间的距离;
根据移动装置与基站上各杆件上的第一uwb通信模块之间的距离测算移动装置的位置。