一种全站型电子速测仪自动无线遥控校准装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种全站型电子速测仪自动无线遥控校准装置及方法，属于测量工程 领域。
【背景技术】
[0002] 全站型电子速测仪（简称全站仪）是一种自动测距、测角、计算和数据自动记录及 传输功能的自动化、数字化的立维坐标测量与定位系统。它由光电测距单元、电子测角及微 处理器单元，W及电子记录单元组成，是一种广泛应用于控制测量、地形测量、地籍与房产 测量、工业测量及近海定位等的电子测量仪器。在施工监测、竣工验收、质量控制等工作中 能快速便捷的获得方位角数据和距离数据，广泛的应用于工程测量、地形测量、地籍测量及 大地测量的长度计量，并可用于大巧、桥梁、高速公路和铁路等高精密工程的变形监测。对 于提高工程质量，保证工程安全，缩短施工周期，节约项目资金有非常重要的作用，其对精 度指标的要求直接关系到工程质量。
[0003] 基线场测试是全站仪、测距仪等设备计量检验的关键测试环节。随着工业技术的 发展，基线场的使用频率越来越高，测试工作量越来越大。然而，目前全站仪测距的检测还 是基于全手工方式进行测试，每次测试需要走至八个人，各测试壞位置人员通过对讲机通 信调度，人员通过手动方式装卸精度测试设备。显然，该种人工测试方式的人员测试效率非 常低，测试速度比较慢，已明显不能适应日益扩大的测试需求。为此，在基线场布线困难的 情况下，我们提出了自动无线控制检测系统的技术方案，在管理者和其它壞位设备间建立 一种准确、迅速、有效的控制沟通方式，能够有效提高基线场测试设备的自动化控制和调度 水平，从而提高测试工作效率，降低测试成本，使得现场测试工作的管理更为简单有效。
【发明内容】
[0004] 本发明提出了一种全站型电子速测仪自动无线遥控校准装置及方法，能够实现单 人远程遥控、快速准确校准全站仪。
[0005] 本发明的技术解决方案；一种全站型电子速测仪自动无线遥控校准装置，包括： 一个主控制器，其包括电源模块、主控模块、无线通信模块和人机交互界面；主控模块分别 与人机交互界面和无线通信模块电连接；电源模块为主控模块、无线通信模块和人机交互 界面供电；和至少一个基线控制器，其包括电源模块、主控模块、无线通信模块和电机升降 装置；主控模块分别与电机升降装置和无线通信模块电连接；电源模块为主控模块、无线 通信模块和电机升降装置供电。
[0006] 主控制器能够将用户指令通过无线信号方式发出并由相应基线控制器接收后控 制电机升降装置运行。
[0007] 本发明中，人机交互界面为虚拟按键式人机交互界面。
[0008] 本发明中，人机交互界面还可W是实体按键式人机交互界面。
[0009] 本发明中，基线控制器中还包括电量管理模块，电量管理模块分别与电源模块和 主控模块电连接，能够通过通信模块的无线传输功能在人机交互界面上显示基线控制器的 电量。
[0010] 本发明还公开了一种利用上述装置实现自动无线控制的校准方法，包括如下步 骤：
[0011] 步骤一），选取多个观测点，记为Si、S2、……、s。。
[0012] 步骤二），将主控制器及全站型电子速测仪放置于观测点Sm(l《m《n)，并作为 主观测点；将基线控制器的电机升降装置与棱镜连接并放置于其它各个观测点Sp(P声m)， 并作为基线观测点；每个基线观测点Sp处的棱镜均能够在电机升降装置驱动下调整位置。
[0013] 步骤=)，在主观测点Sm处通过通信模块实现远程无线遥控所有基线观测点SP处 的棱镜改变位置至能被全站型电子速测仪观测到，并记录每个观测数据，记为第1组数据； 若已测得n组数据，则转至步骤四）；否则转至步骤二）。
[0014] 步骤四），按照校准公式计算n组观测数据并得出相应参数。
[0015] 其中，步骤=)中，观测数据包括距离观察数据和角度观测数据。
[0016] 本发明中，步骤五）中的校准公式如下：
[0017] 1)加常数、乘常数计算公式；
[0018]
[0020]di为所有观测值；doi为所有真值；C为全站仪加常数；r为全站仪乘常数。
[0021] 2)精度计算公式：
[0030] 其中；Wi= [V];w2二[diXV]。
[0031] 4)重复性计算；
[0032]
[003引式中；n'为重复性观测次数冲为重复性观测值；d为观测平均值。
[0034] 5) -测回测角标准差：
[00巧]分度误差均值：
[0036] 式中；为第i方向的盘左盘右观测值；La、R。为零方向的盘左盘右观测值；0i 为第i方向的角度真值。
[0037] 6)严密中误差：
[003引 7)测J角示值误差；k= %u(-Umin。
[0039] 本发明中，步骤四）中，当数据中存在从观测点S,(l《a《n，a声b)测得观测点 SbQ《b《n)的数据和从观测点Sb测得观测点S。处的数据时，只保留前一次测得的数据。
[0040] 本发明中，步骤一）中，观测点的数量n= 7,基线控制器的数量为6个。
[0041] 本发明中，重复性计算公式中，n' = 6~10。
[0042] 本发明中，通信模块采用无线MODBUS总线测控协议。
[0043] 本发明所达到的有益效果：
[0044] 1、该系统采用无线远程测控技术方案，在管理者和其它基线设备间建立一种准 确、迅速、有效、精确的控制沟通方式，大大提高了测试范围、测试效率和测试精度，W及减 少了人员参与。
[0045] 2、采用步进电机，精度控制在0.Imm内，有效的提高了设备结构的稳定性和可靠 性，保证了观测数据的快速获取和自动采集。
[0046] 3、该系统采用了无线MODBUS总线测控协议，保证了各测试点检的无线链路数据 在传输和显示上得到有效控制。
[0047] 4、主控制器和基线控制器中的相应模块均有相同的参数，因此之间具有灵活互换 性，无需针对两者进行单独配置。减少了前期配件选择的难度和工作量。
【附图说明】
[0048] 附图1是本发明主控制器的结构示意图；
[0049] 附图2是本发明基线控制器的结构示意图；
[0050] 附图3是本发明工作示意图；
[0051] 附图4是本发明工作流程图。
【具体实施方式】
[0052] 下面结合实施例及附图对本发明技术方案作进一步详细描述，但本发明的保护范 围不局限于所述实施例。
[00閲 实施例一
[0054] 如图1至3所示，一种全站型电子速测仪自动无线遥控校准装置，包括一个主控 制器，其包括电源模块、主控模块、无线通信模块和人机交互界面；主控模块分别与人机交 互界面和无线通信模块电连接；电源模块为主控模块、无线通信模块和人机交互界面供电； 和6个基线控制器，其包括电源模块、主控模块、无线通信模块和电机升降装置；主控模块 分别与电机升降装置和无线通信模块电连接；电源模块为主控模块、无线通信模块和电机 升降装置供电。前述电源模块中均采用了大容量裡电池为相关部件提供电能，确保了工作 过程能持续进行。电机升降装置选用步进电机进行精准控制。
[00巧]用户手持主控制器，通过人机交互界面输入指令，主控制器的主控模块将用户指 令通过通信模块转变成无线信号发出，并由相应基线控制器的通信模块接收后，最终通过 基线控制器中的主控模块转变成电信号控制电机升降装置运行。电机升降装置与观测棱镜 连接，通过用户的操控能够使棱镜在电机升降装置的驱动下达到最佳观测位置，最终实现 用户远程无线遥控棱镜获取观测数据。系统采用了无线MODBUS总线测控协议，保证了各测 试点检的无线链路数据在传输和显示上得到有效控制。
[0056] 人机交互界面为虚拟按键式人机交互界面。人机交互界面包含了虚拟按键和状态 显示界面。用户通过触摸对