一種超級測繪的製造方法

2023-12-09 22:11:46

一種超級測繪的製造方法
【專利摘要】一種超級測繪機，包括遙感遙測系統、三維姿態系統和中央控制與定位通信系統，所述遙感遙測系統包括紅外雷射光源(2)、搜索成像單元(3)、圖像處理單元(4)、天文望遠鏡成像單元(5)和光敏電阻(1)；所述三維姿態系統包括仰俯姿態單元(6)、橫軸(9)、水平姿態單元(7)、航向姿態單元(8)和豎軸(10)；所述中央控制與定位通信系統包括中央處理器(11)、人機互動單元(12)、存儲單元(13)、全球定位單元(14)、通信單元(15)、圖像識別單元(16)、電源單元(17)。本發明提供了一種能在免測距儀條件下獲得大地坐標系下高精度三維影像的野外便攜機系統。
【專利說明】一種超級測繪機
【技術領域】
[0001]本發明屬於測量【技術領域】，特別是涉及一種超級測繪機。
【背景技術】
[0002]地理信息產業有數以萬計的應用，全部源於4個核心需求:
[0003]I)獲取目標物的三維大地坐標；
[0004]2)獲取三維大地坐標下的地形地物圖；
[0005]3)獲取三維大地坐標下的物方三維影像；
[0006]4)獲取大地坐標系下基於三維影像的三維導航圖。
[0007]當前的技術現狀是:多組人員使用種類繁多的多組儀器設備以不同方式分段獲取上述某一核心需求，形成各種應用。存在的局限是效率低服務耗時、費用昂貴、工作受限(如:具有當前國際領先水平的車載道路攝影測量系統只能用於道路及兩側的近景攝影測量，600-800萬元/套)等等。
[0008]目前市場上有幾類用於野外測繪的相關產品:常規測繪儀器、「精密測量機器人」、用於近景道路攝影測量數據採集的設備集成系統。
[0009]包括上述民用設備和各類其它用途的設備在內的各種相關裝備都普遍使用了測距儀。近年來，雷射測距、微波和雷達測距得到了廣泛應用，使現代測量技術得到長足進步。與此同時，使用任何測距儀和測距機都存在使用上的各種局限且都須付出較大的代價。
[0010]1、常規測繪儀器:
[0011]如測距儀、水準儀、平板儀、傾斜儀、沉降儀、經緯儀、全站儀(測距儀+經緯儀)、GPS定位儀以及配套使用的數傳電臺/GPRS/3G通信設備、超站儀(全站儀+GPS定位儀)等。全球、我國均有多家公司生產銷售。常規測繪儀器均無攝影測量功能。常規測繪儀器存在的局限是:
[0012](I)傳統設備:測距儀、水準儀、平板儀、傾斜儀、沉降儀、經緯儀、標杆、稜鏡等傳統設備均屬單一功能儀器，通過測角、測高、測距、測水準等手段的綜合使用來獲取測站與被測目標之間在自定義坐標下的相對關係數據。傳統設備依靠人工操作，人為誤差和分段引入大地坐標的誤差均大且無有效的誤差改正方法。傳統設備效率很低，獲取一個低精度的物方三維大地坐標常常需要一隊專業技術人員工作很長時間。大量耗費人力和時間，實際工作成本高。
[0013](2) GPS定位儀:須將儀器架設在被測目標上觀測，這首先需要被測目標具有架設儀器的條件，在此前提下還需投入較大的人力、物力和較長的時間，而需要測量的目標點常常並不具備架設儀器的條件。
[0014](3)全站儀:只能在自定義坐標系內測角和測距；完全依靠人工操作，人為誤差較大且無有效的誤差改正方法；測量物方三維坐標時需要同時具備兩個以上的已知控制點；確定正北方向須購買當地GPS控制網(如果當地存在這樣的網)數據，或藉助陀螺儀；引入大地坐標須藉助GPS定位儀。[0015](4)超站儀:除測角、測距之外還能夠測定自身的三維大地坐標(日本拓撲康超站儀單價60萬元人民幣)。超站儀存在與全站儀類似的問題。
[0016]2、「精密測量機器人」(全站儀+伺服系統，無攝影功能):
[0017]「精密測量機器人」是新型全站儀，與常規全站儀的唯一區別是具有「ATR功能(稜鏡瞄準功能)」:人工瞄準稜鏡目標後，按照常規全站儀方法獲取並存儲這些稜鏡在自定義坐標下的三維坐標數據和自身的姿態數據。人工啟動伺服系統後，機器參照上次測量獲取的坐標數據和姿態數據重新自動瞄準稜鏡並再次獲取自定義坐標下的三維坐標數據，據此擴展出一個以稜鏡為觀測目標的可用於形變監測的功能。
[0018]精密測量機器人是瑞士徠卡公司的獨家產品，其航向角和仰俯角的測量精度達到
0.5角秒，代表了全站儀的當今全球最高水平；價格適中:當需要掃描的稜鏡個數小於10時，單臺售價45萬元人民幣；稜鏡個數大於10時另作系統方案，按系統方案另外加價。
[0019]精密測量機器人無攝影測量功能且存在與全站儀類似的問題。
[0020]3、用於道路攝影測量數據採集的設備集成系統:
[0021]目前市場上的道路攝影測量數據採集系統均為設備集成系統。美國谷歌、日本拓撲康的車載道路攝影測量系統是代表。其硬體特徵是將位置測量設備(GPS)、姿態測量設備、定位補償設備(INS或航位推算系統)、視頻設備(CCD系統)、雷射測距掃描儀、車載計算機系統設備連接在一起，安裝在汽車上，在車輛的行進之中採集道路及道路兩旁地物的空間位置數據和屬性數據，如:道路中心線或邊線位置坐標、目標地物的位置坐標、路(車道)寬、橋(隧道)高、交通標誌、道路設施等。數據同步存儲在車載計算機系統中；軟體特徵是基於GPS、RS、GIS、數據的3S集成，將外業採集回來的數據進行事後編輯處理，形成各種有用的專題數據成果，如導航電子地圖等等。它的顯著特點是:a.針對道路及臨近兩側的獨立的測成圖系統。無需藉助任何底圖，即可獨立完成路網圖測量。在作業流程上形成了攝影測量的閉環控制，空間坐標數據與包含豐富屬性信息的道路及臨近兩側之立體影像同時獲得，外業與內業緊密銜接，避免了人工方式下的人為誤差；b.針對道路的實景三維可視化的數據成果。它以面狀的方式快速採集道路及道路臨近周邊的地理空間數據，其數據成果是連續拍攝的實景可量測影像；c.道路及道路臨近周邊信息與衛片/航片無縫連結，形成針對道路及臨近周邊地物的「天地一體化」新一代地理信息系統。
[0022]存在的局限是:
[0023](I)工作範圍限於道路，無法進行野外作業:移動道路測量系統(道路攝影測量數據採集系統)是將GPS (全球定位系統)、姿態測量系統、CCD (視頻系統)、INS (慣性導航系統或航位推算系統)、雷射掃描設備、車載計算機系統等先進的傳感器和設備裝配在汽車上，這就意味著它只能用於道路及其臨近兩側的攝影測量，無法進行野外環境的攝影測量。
[0024](2)近景低精度:不帶望遠鏡，廣角攝影。只能夠對道路兩側200m內的景物進行近景攝影測量數據採集。物方三維大地坐標的解算精度為I米左右。
[0025](3)移動與操作:組成系統的各設備體積大、重量大，系統結構鬆散，須固定於汽車等大型載體上，多人操作。
[0026](4)外業數據採集、內業事後處理的工作方式導致重複性外業勞動不可避免以致耗時、耗財、耗力。
[0027](5)需要道路沿途有GPS控制網的支持。[0028](6)價格昂貴:移動道路測量系統的全部組件均系外購，這些高端設備的昂貴价格使得「移動道路測量系統」的成本居高不下，無雷射測距掃描儀的國內產品LD2000系列移動道路測量系統(無測距功能的數據採集系統)的價格為400萬元人民幣/套；有雷射掃描測距設備的國外產品價格高於600萬元人民幣/套；當系統裝備的雷射測距掃描儀的工作距離超過150m時,移動道路測量系統的價格達到800萬元人民幣/套左右。

【發明內容】

[0029]本發明的目的有兩方面，一是用所述之超視瞄準方法替代測距儀，以克服測距儀的限制、免除測距費用、擴展全新應用；二是將用戶對於獲取物方三維大地坐標、三維物方影像、地形圖、三維導航圖的需求融為一體，用多系統一體化方式同步獲取按需使用。在創造出全新功能和全新方法的同時統一打破前述相關現有產品存在的局限。
[0030]本發明提供一種超級測繪機，包括遙感遙測系統、三維姿態系統和中央控制與定位通信系統，
[0031]所述遙感遙測系統包括紅外雷射光源2、搜索成像單元3、圖像處理單元4、天文望遠鏡成像單元5和光敏電阻I ;
[0032]所述三維姿態系統包括仰俯姿態單元6、橫軸9、水平姿態單元7、航向姿態單元8和豎軸10 ;橫軸9的中軸線與豎軸10的中軸線相互正交且交於空間點0，橫軸9的中軸線與豎軸10的中軸線所構成的平面垂直於超級測繪機的底座平面；紅外雷射光源2的光軸、搜索成像單元3的光軸、天文望遠鏡成像單元5的光軸標定在同一軸線L上，稱為三光同軸；軸線L過空間點O與橫軸9的中軸線正交；
[0033]所述中央控制與定位通信系統包括中央處理器11、人機互動單元12、存儲單元
13、全球定位單元14、通信單元15、圖像識別單元16、電源單元17，中央處理器11與紅外雷射光源2、搜索成像單元3、圖像處理單元4、天文望遠鏡成像單元5和光敏電阻1、仰俯姿態單元6、水平姿態單元7、航向姿態單元8、人機互動單元12、存儲單元13、全球定位單元14、通信單元15、圖像識別單元16、電源單元17分別連接。
[0034]而且，所述三維姿態系統中，
[0035]所述仰俯姿態單元6包括第一離合器6.1、第一同步帶放大器6.2、第一編碼器6.3、第一蝸輪6.4、第一同步帶輪6.5、第一蝸杆6.6、第一彈性機構6.7、第二蝸輪6.8、第二彈性機構6.9、第二蝸杆6.10和第一電機與驅動6.11，第一電機與驅動6.11連接第二蝸杆6.10，第二蝸輪6.8和第二蝸杆6.10經第二彈性機構6.9嚙合，第二蝸輪6.8和第一蝸杆6.6經第一彈性機構6.7嚙合，第一蝸輪6.4和第一蝸杆6.6之間經第一同步帶輪6.5傳動，第一蝸輪6.4和第一編碼器6.3之間經第一同步帶放大器6.2傳動，第一蝸輪6.4連接第一離合器6.1,第一離合器6.1閉合時連接橫軸9,中央處理器11和第一離合器6.1、第一同步帶放大器6.2、第一編碼器6.3、第一電機與驅動6.11分別連接；
[0036]設第一同步帶放大器6.2的傳動比為1:H，中央處理器11經第一電機與驅動6.11的輸出在傳動後在第一蝸輪6.4產生仰俯運動結果，仰俯運動結果由第一同步帶放大器6.2放大H倍,放大結果傳遞給第一編碼器6.3並經由第一編碼器6.3轉換為數位訊號上傳給中央處理器11，中央處理器11將所得數據除以H倍後得到橫軸9真實的位置到達數據；
[0037]所述航向姿態單元8包括第二離合器8.1、第二同步帶放大器8.2、第二編碼器8.3、第三蝸輪8.4、第二同步帶輪8.5、第三蝸杆8.6、第三彈性機構8.7、第四蝸輪8.8、第四彈性機構8.9、第四蝸杆8.10、第二電機與驅動8.11，第二電機與驅動8.11連接第四蝸杆8.10，第四蝸輪8.8和第四蝸杆8.10經第四彈性機構8.9嚙合，第四蝸輪8.8和第三蝸杆8.6經第三彈性機構8.7嚙合，第三蝸輪8.4和第三蝸杆8.6之間經第二同步帶輪8.5傳動，第三蝸輪8.4和第二編碼器8.3之間經第二同步帶放大器8.2傳動，第三蝸輪8.4連接第二離合器8.1，第二離合器8.1閉合時連接豎軸10，中央處理器11和第二離合器8.1、第二同步帶放大器8.2、第二編碼器8.3、第二電機與驅動8.11分別連接；
[0038]設第二同步帶放大器8.2的傳動比為1:Z，中央處理器11經第二電機與驅動8.11的輸出在傳動後在第三蝸輪8.4產生仰俯運動結果，仰俯運動結果由第二同步帶放大器8.2放大Z倍，放大結果傳遞給第二編碼器8.3並經由第二編碼器8.3轉換為數位訊號上傳給中央處理器11，中央處理器11將所得數據除以Z倍後得到豎軸10真實的位置到達數據。
[0039]而且，所述紅外雷射光源2包括紅外雷射鏡頭2.1、紅外雷射調焦鏡2.2、紅外雷射發生器2.3、泵浦電源2.4、第一電機2.5、第一驅動電路2.6和第三編碼器2.7，紅外雷射鏡頭2.1、紅外雷射調焦鏡2.2、紅外雷射發生器2.3、泵浦電源2.4依次連接，第一電機2.5與紅外雷射調焦鏡2.2、第一驅動電路2.6、第三編碼器2.7分別連接，中央處理器11和泵浦電源2.4、第一驅動電路2.6、第三編碼器2.7分別連接；所述天文望遠鏡成像單元5包括第三電機5.1、第三驅動電路5.2、第五蝸輪5.3、第五蝸杆5.4、第五編碼器5.5、第二物鏡5.6、第二調焦鏡5.7、第二成像鏡組5.8和第二雙濾光片結構CXD模塊5.9，第二物鏡5.6、第二調焦鏡5.7、第二成像鏡組5.8和第二雙濾光片結構CXD模塊5.9依次連接，第三驅動電路5.2、第三電機5.1、第五蝸杆5.4、第五編碼器5.5依次連接，第五蝸杆5.4與第五蝸輪5.3嚙合，第五蝸輪5.3連接第二調焦鏡5.7，中央處理器11和第三驅動電路5.2、第五編碼器5.5、第二雙濾光片結構CXD模塊5.9分別連接。
[0040]而且，所述搜索成像單元3包括第二電機3.1、第二驅動電路3.2、第六蝸輪3.3、第六蝸杆3.4、第四編碼器3.5、第一物鏡3.6、變焦鏡組3.7、第一調焦鏡3.8、第一成像鏡組3.9、第一雙濾光片結構C⑶模塊3.10、第七蝸輪3.11、第七蝸杆3.12、第六編碼器3.13、第四電機3.14和第四驅動電路3.15,第一物鏡3.6、變焦鏡組3.7、第一調焦鏡3.8、第一成像鏡組3.9、第一雙濾光片結構CXD模塊3.10依次連接，第二驅動電路3.2、第二電機3.1、第六蝸杆3.4、第四編碼器3.5依次連接,第六蝸杆3.4與第六蝸輪3.3嚙合,第六蝸輪3.3連接第一調焦鏡3.8，第四驅動電路3.15、第四電機3.14、第七蝸杆3.12、第六編碼器3.13依次連接，第七蝸杆3.12與第七蝸輪3.11嚙合，第七蝸輪3.11連接變焦鏡組3.7，中央處理器11和第二驅動電路3.2、第四編碼器3.5、第六編碼器3.13、第四驅動電路3.15、第一雙濾光片結構CCD模塊3.10分別連接。
[0041]而且，基於光敏電阻I進行自主成像過程，包括根據白光光通量，光敏電阻I發出信號控制中央處理器11關閉或打開泵浦電源2.4，對應白光光源或紅外雷射光源；搜索成像單元3、天文望遠鏡成像單元5分別與圖像處理單元4連接，成像結果由圖像處理單元4判斷圖像清晰度，在白光光源下的成像結果達不到清晰度要求時，中央處理器11打開泵浦電源2.4提供紅外雷射光源。
[0042]而且，所述自主成像過程的工作步驟如下，[0043]步驟1，進行成像光源初始選擇，實現如下，
[0044]在白光光通量足以使第二雙濾光片結構CXD模塊5.9白光成像時，光敏電阻I的信號口處於閉合狀態，中央處理器11關閉泵浦電源2.4，進入步驟2 ；白光光通量不足以第二雙濾光片結構CCD模塊5.9白光成像時,光敏電阻I的信號口處於常開狀態，中央處理器11開啟泵浦電源2.4，紅外雷射光源2照射目標，搜索成像單元3、天文望遠鏡成像單元5接受自目標返回的紅外雷射，進入步驟4 ;
[0045]步驟2，白光光源下，對良好能見度及霧霾環境的自適應和成像光源的自主選擇，實現如下，
[0046]中央處理器11讀取變焦鏡組3.7、第一調焦鏡3.8的調焦標定值驅動第二電機3.1和第三電機5.1依次到達各相應標定位置，在每個相應標定位置，白光信號經由搜索成像單元3、天文望遠鏡成像單元5轉換為數位訊號後到達圖像處理單元4，圖像處理單元4獲取圖像值並比較，記錄使圖像值最大的第二電機3.1位置為使來自搜索成像單元3的圖像最清晰處，記錄使圖像值最大的第三電機5.1位置為使來自天文望遠鏡成像單元5的圖像最清晰處；
[0047]中央處理器11對目標景物的所有圖像值進行分析處理，
[0048]若圖像值的最大值與最小值之差的絕對值大於預設正實數Q1，則判定測站處於良好能見度環境，進入步驟3;
[0049]若圖像值的最大值與最小值之差的絕對值小於預設正實數Ql大於預設正實數Q2，則判定測站處於中度或輕度霧霾環境，進入步驟4 ；
[0050]若圖像值的最大值與最小值之差的絕對值小於預設正實數Q2，則判定測站處於重度霧霾環境，中央處理器11報警，停止流程；
[0051]其中，預設正實數Ql大於預設正實數Q2 ;
[0052]步驟3，基於白光光源，在自動調焦後進行自動成像，
[0053]針對搜索成像單元3的實現如下，
[0054]自動調焦時，中央處理器11向第二驅動電路3.2發出指令，使第二電機3.1、第六蝸杆3.4轉動，第四編碼器3.5實時記錄第六蝸杆3.4的運動狀態同步反饋給中央處理器11，中央處理器11算出脈衝修正值並據此發出下一指令，直到第六蝸杆3.4轉動到設定的位置並通過第六蝸輪3.3完成對第一調焦鏡3.8的焦距調整；
[0055]自動成像時，白光信號經過第一物鏡3.6、變焦鏡組3.7、第一調焦鏡3.8和第一成像鏡組3.9到達第一雙濾光片結構CXD模塊3.10，第一雙濾光片結構CXD模塊3.10將白光信號轉換成數位訊號後到達圖像處理單元4，圖像處理單元4得到清晰的景物圖像並上傳至中央處理器11，完成基於白光光源的自動成像任務，結束流程；
[0056]針對天文望遠鏡成像單元5的實現如下，
[0057]自動調焦時，中央處理器11向第三驅動電路5.2發出指令，使第三電機5.1、第五蝸杆5.4轉動，第五編碼器5.5實時記錄第五蝸杆5.4的運動狀態同步反饋給中央處理器11，中央處理器11算出脈衝修正值並據此發出下一指令，直到第五蝸杆5.4轉動到設定的位置並通過第五蝸輪5.3完成對第二調焦鏡5.7的焦距調整；
[0058]自動成像時，白光信號經過第二物鏡5.6、第二調焦鏡5.7和第二成像鏡組5.8到達第二雙濾光片結構CCD模塊5.9，第二雙濾光片結構CCD模塊5.9將白光信號轉換成數位訊號後傳至圖像處理單元4，圖像處理單元4得到清晰的景物圖像並上傳至中央處理器11，完成基於白光光源的自動成像任務，結束流程；
[0059]步驟4，基於紅外雷射光源，在紅外雷射照射範圍準確覆蓋搜索成像單元3的視場後進行自動成像，
[0060]針對搜索成像單元3的實現如下，
[0061]首先，中央處理器11同時完成兩項工作，一是開啟第四驅動電路3.15，使第四電機3.14帶動第七蝸杆3.12運動到Pi位置，第七蝸杆3.12帶動渦輪3.11使變焦鏡組3.7將搜索成像單元3的視場調整到執行第i類任務所需的大小，第六編碼器3.13將第七蝸杆3.12的實際到達位置上傳給中央處理器11 ;二是向第一驅動電路2.6發出指令使第一電機
2.5帶動紅外雷射調焦鏡2.2運動到Qi位置，使紅外雷射光源2的照射範圍正好覆蓋搜索成像單元3的視場；其中，標定常數Pi是搜索成像單元3執行第i類任務時的視場，稱為Pi成像視場i=l，2，3，.....J，J為總類數，標定常數Qi是與Pi —一對應的紅外雷射聚焦值，紅外雷射調焦鏡2.2處於Qi位置時紅外雷射照射範圍與Pi成像視場重合，Pi被標定後，Qi根據Pi標定；
[0062]然後，從目標景物返回的紅外雷射信號通過第一物鏡3.6、變焦鏡組3.7、第一調焦鏡3.8、第一成像鏡組3.9到達第一雙濾光片結構CXD模塊3.10，第一雙濾光片結構CXD模塊3.10將紅外雷射信號轉換成數位訊號後傳至圖像處理單元4，圖像處理單元4得到清晰景物圖像並上傳至中央處理器11，完成基於紅外雷射光源的自動成像任務；
[0063]針對天文望遠鏡成像單元5的實現如下，
[0064]首先，中央處理器11向第一驅動電路2.6發出指令使第一電機2.5帶動紅外雷射調焦鏡2.2運動到位置V。，紅外雷射光源2的照射範圍正好覆蓋天文望遠鏡成像單元5的視場；
[0065]其中，V。是標定常數，按天文望遠鏡成像單元5的視場角U。標定紅外雷射光源2的相應常數V。；
[0066]然後，從目標景物返回的紅外雷射信號通過第二物鏡5.6、第二調焦鏡5.7、第二成像鏡組5.8到達第二雙濾光片結構CXD模塊5.9 ;第二雙濾光片結構CXD模塊5.9將紅外雷射信號轉換成數位訊號並將數位訊號後傳至圖像處理單元4，圖像處理單元4得到清晰景物圖像並上傳至中央處理器11，完成基於紅外雷射光源的自動成像任務。
[0067]而且，用於超視瞄準，包括利用超級測繪機在所在測位上瞄準目標得到的瞄準參數和其它測站的三維大地坐標，獲得其它測站瞄準同一目標時的瞄準參數，所述瞄準參數為三維姿態數據；
[0068]所述超視瞄準的原理是，將大地坐標系下的三維空間和全球定位系統時間定義的時空稱為現實世界，從超級測繪機的三維大地坐標數據、瞄準參數和其它測站的三維大地坐標數據出發構造流形結構與流形，將現實世界映射到一個稱之為像空間的集合中去並在像空間中完成像點之間的關聯和像網格之間的關聯；通過相關數學方法，將這種像空間中像網格之間的相互表達1-1對應現實世界中不同的測站瞄準同一目標時得到的不同的瞄準參數之間的關係，並逆映射回到現實世界，進而得到超級測繪機之外的其它測站瞄準同一目標時的貓準參數；
[0069]所述超視瞄準的過程包括以下步驟，[0070]I)構建像空間S如下，
[0071]
【權利要求】
1.一種超級測繪機，其特徵在於:包括遙感遙測系統、三維姿態系統和中央控制與定位通信系統， 所述遙感遙測系統包括紅外雷射光源(2)、搜索成像單元(3)、圖像處理單元(4)、天文望遠鏡成像單元(5)和光敏電阻(1)； 所述三維姿態系統包括仰俯姿態單元(6)、橫軸(9)、水平姿態單元(7)、航向姿態單元(8)和豎軸(10);橫軸(9)的中軸線與豎軸(10)的中軸線相互正交且交於空間點O，橫軸(9)的中軸線與豎軸(10)的中軸線所構成的平面垂直於超級測繪機的底座平面；紅外雷射光源(2)的光軸、搜索成像單元(3)的光軸、天文望遠鏡成像單元(5)的光軸標定在同一軸線L上，稱為三光同軸；軸線L過空間點O與橫軸(9)的中軸線正交； 所述中央控制與定位通信系統包括中央處理器(11)、人機互動單元(12)、存儲單元(13)、全球定位單元(14)、通信單元(15)、圖像識別單元(16)、電源單元(17)，中央處理器(11)與紅外雷射光源(2)、搜索成像單元(3)、圖像處理單元(4)、天文望遠鏡成像單元(5)和光敏電阻(I)、仰俯姿態單元(6)、水平姿態單元(7)、航向姿態單元(8)、人機互動單元(12)、存儲單元(13)、全球定位單元(14)、通信單元(15)、圖像識別單元(16)、電源單元(17)分別連接。
2.根據權利要求1所述的超級測繪機，其特徵在於:所述三維姿態系統中， 所述仰俯姿態單元(6)包括第一離合器(6.1)、第一同步帶放大器(6.2)、第一編碼器(6.3)、第一蝸輪(6.4)、第一同步帶輪(6.5)、第一蝸杆(6.6)、第一彈性機構(6.7)、第二蝸輪(6.8)、第二彈性機構(6.9)、第二蝸杆(6.10)和第一電機與驅動(6.11)，第一電機與驅動(6.11)連接第二蝸杆(6.10)，第二蝸輪(6.8)和第二蝸杆(6.10)經第二彈性機構(6.9)哨合，第二蝸輪(6.8)和第一蝸杆(6.6)經第一彈性機構(6.7)哨合,第一蝸輪(6.4)和第一蝸杆(6.6)之間經第一同步帶輪(6.5)傳動，第一蝸輪(6.4)和第一編碼器(6.3)之間經第一同步帶放大器(6.2)傳動,第一蝸輪(6.4)連接第一離合器(6.1),第一離合器(6.1)閉合時連接橫軸(9),中央處理器(11)和第一離合器(6.1)、第一同步帶放大器(6.2)、第一編碼器(6.3)、第一電機與驅動(6.11)分別連接； 設第一同步帶放大器(6.2)的傳動比為1:H，中央處理器(11)經第一電機與驅動(6.11)的輸出在傳動後在第一蝸輪(6.4)產生仰俯運動結果，仰俯運動結果由第一同步帶放大器(6.2)放大H倍，放大結果傳遞給第一編碼器(6.3)並經由第一編碼器(6.3)轉換為數位訊號上傳給中央處理器(11)，中央處理器(11)將所得數據除以H倍後得到橫軸(9)真實的位置到達數據； 所述航向姿態單元(8)包括第二離合器(8.1)、第二同步帶放大器(8.2)、第二編碼器(8.3)、第三蝸輪(8.4)、第二同步帶輪(8.5)、第三蝸杆(8.6)、第三彈性機構(8.7)、第四蝸輪(8.8)、第四彈性機構(8.9)、第四蝸杆(8.10)、第二電機與驅動(8.11)，第二電機與驅動(8.11)連接第四蝸杆(8.10)，第四蝸輪(8.8)和第四蝸杆(8.10)經第四彈性機構(8.9)嚙合，第四蝸輪(8.8)和第三蝸杆(8.6)經第三彈性機構(8.7)嚙合，第三蝸輪(8.4)和第三蝸杆(8.6)之間經第二同步帶輪(8.5)傳動，第三蝸輪(8.4)和第二編碼器(8.3)之間經第二同步帶放大器(8.2)傳動，第三蝸輪(8.4)連接第二離合器(8.1)，第二離合器(8.1)閉合時連接豎軸(10)，中央處理器(11)和第二離合器(8.1)、第二同步帶放大器(8.2)、第二編碼器(8.3)、第二電機與驅動(8.11)分別連接；設第二同步帶放大器(8.2)的傳動比為1:Z，中央處理器(11)經第二電機與驅動(8.11)的輸出在傳動後在第三蝸輪(8.4)產生仰俯運動結果，仰俯運動結果由第二同步帶放大器(8.2)放大Z倍，放大結果傳遞給第二編碼器(8.3)並經由第二編碼器(8.3)轉換為數位訊號上傳給中央處理器(11)，中央處理器(11)將所得數據除以Z倍後得到豎軸(10)真實的位置到達數據。
3.根據權利要求2所述的超級測繪機，其特徵在於:所述紅外雷射光源(2)包括紅外雷射鏡頭(2.1)、紅外雷射調焦鏡(2.2)、紅外雷射發生器(2.3)、泵浦電源(2.4)、第一電機(2.5)、第一驅動電路(2.6)和第三編碼器(2.7)，紅外雷射鏡頭(2.1)、紅外雷射調焦鏡(2.2)、紅外雷射發生器(2.3)、泵浦電源(2.4)依次連接，第一電機(2.5)與紅外雷射調焦鏡(2.2)、第一驅動電路(2.6)、第三編碼器(2.7)分別連接，中央處理器(11)和泵浦電源(2.4)、第一驅動電路(2.6)、第三編碼器(2.7)分別連接；所述天文望遠鏡成像單元(5)包括第三電機(5.1)、第三驅動電路(5.2)、第五蝸輪(5.3)、第五蝸杆(5.4)、第五編碼器(5.5)、第二物鏡(5.6)、第二調焦鏡(5.7)、第二成像鏡組(5.8)和第二雙濾光片結構CCD模塊(5.9)，第二物鏡(5.6)、第二調焦鏡(5.7)、第二成像鏡組(5.8)和第二雙濾光片結構CCD模塊(5.9)依次連接，第三驅動電路(5.2)、第三電機(5.1)、第五蝸杆(5.4)、第五編碼器(5.5)依次連接，第五蝸杆(5.4)與第五蝸輪(5.3)嚙合，第五蝸輪(5.3)連接第二調焦鏡(5.7)，中央處理器(11)和第三驅動電路(5.2)、第五編碼器(5.5)、第二雙濾光片結構CCD模塊(5.9)分別連接。
4.根據權利要求3所述的超級測繪機，其特徵在於:所述搜索成像單元(3)包括第二電機(3.1)、第二驅動電路(3.2)、第六蝸輪(3.3)、第六蝸杆(3.4)、第四編碼器(3.5)、第一物鏡(3.6)、變焦鏡組(3.7)、第一調焦鏡(3.8)、第一成像鏡組(3.9)、第一雙濾光片結構CCD模塊(3.10)、第七蝸輪(3.U)、第七蝸杆(3.12)、第六編碼器(3.13)、第四電機(3.14)和第四驅動電路(3.15)，第一物鏡(3.6)、變焦鏡組(3.7)、第一調焦鏡(3.8)、第一成像鏡組(3.9)、第一雙濾光片 結構C⑶模塊(3.10)依次連接，第二驅動電路(3.2)、第二電機(3.1)、第六蝸杆(3.4)、第四編碼器(3.5)依次連接，第六蝸杆(3.4)與第六蝸輪(3.3)嚙合，第六蝸輪(3.3)連接第一調焦鏡(3.8)，第四驅動電路(3.15)、第四電機(3.14)、第七蝸杆(3.12)、第六編碼器(3.13)依次連接，第七蝸杆(3.12)與第七蝸輪(3.11)嚙合，第七蝸輪(3.11)連接變焦鏡組(3.7)，中央處理器(11)和第二驅動電路(3.2)、第四編碼器(3.5)、第六編碼器(3.13)、第四驅動電路(3.15)、第一雙濾光片結構CCD模塊(3.10)分別連接。
5.根據權利要求4所述的超級測繪機，其特徵在於:基於光敏電阻(I)進行自主成像過程，包括根據白光光通量，光敏電阻(I)發出信號控制中央處理器(11)關閉或打開泵浦電源(2.4)，對應白光光源或紅外雷射光源；搜索成像單元(3)、天文望遠鏡成像單元(5)分別與圖像處理單元(4)連接，成像結果由圖像處理單元(4)判斷圖像清晰度，在白光光源下的成像結果達不到清晰度要求時，中央處理器(11)打開泵浦電源(2.4)提供紅外雷射光源。
6.根據權利要求5所述的超級測繪機，其特徵在於:所述自主成像過程的工作步驟如下， 步驟1，進行成像光源初始選擇，實現如下，在白光光通量足以使第二雙濾光片結構CCD模塊(5.9)白光成像時，光敏電阻(I)的信號口處於閉合狀態，中央處理器(11)關閉泵浦電源(2.4)，進入步驟2;白光光通量不足以第二雙濾光片結構CCD模塊(5.9)白光成像時,光敏電阻(I)的信號口處於常開狀態，中央處理器(11)開啟泵浦電源(2.4)，紅外雷射光源(2)照射目標，搜索成像單元(3)、天文望遠鏡成像單元(5)接受自目標返回的紅外雷射，進入步驟4 ; 步驟2，白光光源下，對良好能見度及霧霾環境的自適應和成像光源的自主選擇，實現如下， 中央處理器(11)讀取變焦鏡組(3.7)、第一調焦鏡(3.8)的調焦標定值驅動第二電機(3.1)和第三電機(5.1)依次到達各相應標定位置，在每個相應標定位置，白光信號經由搜索成像單元(3)、天文望遠鏡成像單元(5)轉換為數位訊號後到達圖像處理單元(4)，圖像處理單元(4)獲取圖像值並比較，記錄使圖像值最大的第二電機(3.1)位置為使來自搜索成像單元(3)的圖像最清晰處，記錄使圖像值最大的第三電機(5.1)位置為使來自天文望遠鏡成像單元(5)的圖像最清晰處； 中央處理器(11)對目標景物的所有圖像值進行分析處理， 若圖像值的最大值與最小值之差的絕對值大於預設正實數Q1，則判定測站處於良好能見度環境，進入步驟3; 若圖像值的最大值與最小值之差的絕對值小於預設正實數Ql大於預設正實數Q2，則判定測站處於中度或輕度霧霾環境，進入步驟4 ； 若圖像值的最大值與最小值之差的絕對值小於預設正實數Q2，則判定測站處於重度霧霾環境，中央處理器(11) 報警，停止流程； 其中，預設正實數Ql大於預設正實數Q2 ； 步驟3，基於白光光源，在自動調焦後進行自動成像， 針對搜索成像單元(3)的實現如下， 自動調焦時，中央處理器(11)向第二驅動電路(3.2)發出指令，使第二電機(3.1)、第六蝸杆(3.4)轉動，第四編碼器(3.5)實時記錄第六蝸杆(3.4)的運動狀態同步反饋給中央處理器(11)，中央處理器(11)算出脈衝修正值並據此發出下一指令，直到第六蝸杆(3.4)轉動到設定的位置並通過第六蝸輪(3.3)完成對第一調焦鏡(3.8)的焦距調整；自動成像時，白光信號經過第一物鏡(3.6)、變焦鏡組(3.7)、第一調焦鏡(3.8)和第一成像鏡組(3.9)到達第一雙濾光片結構CXD模塊(3.10)，第一雙濾光片結構CXD模塊(3.10)將白光信號轉換成數位訊號後到達圖像處理單元(4)，圖像處理單元(4)得到清晰的景物圖像並上傳至中央處理器(11)，完成基於白光光源的自動成像任務，結束流程； 針對天文望遠鏡成像單元(5)的實現如下， 自動調焦時，中央處理器(11)向第三驅動電路(5.2)發出指令，使第三電機(5.1)、第五蝸杆(5.4)轉動，第五編碼器(5.5)實時記錄第五蝸杆(5.4)的運動狀態同步反饋給中央處理器(11)，中央處理器(11)算出脈衝修正值並據此發出下一指令，直到第五蝸杆(5.4)轉動到設定的位置並通過第五蝸輪(5.3)完成對第二調焦鏡(5.7)的焦距調整；自動成像時，白光信號經過第二物鏡(5.6)、第二調焦鏡(5.7)和第二成像鏡組(5.8)到達第二雙濾光片結構CCD模塊(5.9)，第二雙濾光片結構CCD模塊(5.9)將白光信號轉換成數位訊號後傳至圖像處理單元(4)，圖像處理單元(4)得到清晰的景物圖像並上傳至中央處理器(11)，完成基於白光光源的自動成像任務，結束流程； 步驟4，基於紅外雷射光源，在紅外雷射照射範圍準確覆蓋成像單元(3)的視場後進行自動成像， 針對搜索成像單元(3)的實現如下， 首先，中央處理器(11)同時完成兩項工作，一是開啟第四驅動電路(3.15)，使第四電機(3.14)帶動第七蝸杆(3.12)運動到 Pi位置，第七蝸杆(3.12)帶動渦輪(3.11)使變焦鏡組(3.7)將搜索成像單元(3)的視場調整到執行第i類任務所需的大小，第六編碼器(3.13)將第七蝸杆(3.12)的實際到達位置上傳給中央處理器(11) ;二是向第一驅動電路(2.6)發出指令使第一電機(2.5)帶動紅外雷射調焦鏡(2.2)運動到Qi位置，使紅外雷射光源(2)的照射範圍正好覆蓋搜索成像單元(3)的視場； 其中，標定常數Pi是搜索成像單元(3)執行第i類任務時的視場，稱為Pi成像視場i=l, 2，3，……J，J為總類數，標定常數Qi是與Pi —一對應的紅外雷射聚焦值，紅外雷射調焦鏡(2.2)處於Qi位置時紅外雷射照射範圍與Pi成像視場重合，Pi被標定後，Qi根據Pi標定； 然後，從目標景物返回的紅外雷射信號通過第一物鏡(3.6)、變焦鏡組(3.7)、第一調焦鏡(3.8)、第一成像鏡組(3.9)到達第一雙濾光片結構C⑶模塊(3.10)，第一雙濾光片結構CCD模塊(3.10)將紅外雷射信號轉換成數位訊號後傳至圖像處理單元(4)，圖像處理單元(4)得到清晰景物圖像並上傳至中央處理器(11)，完成基於紅外雷射光源的自動成像任務; 針對天文望遠鏡成像單元(5)的實現如下， 首先，中央處理器(11)向第一驅動電路(2.6)發出指令使第一電機(2.5)帶動紅外雷射調焦鏡(2.2)運動到位置V。，紅外雷射光源(2)的照射範圍正好覆蓋天文望遠鏡成像單元(5)的視場；其中，V。是標定常數，按天文望遠鏡成像單元(5)的視場角U。標定紅外雷射光源⑵的相應常數V。； 然後，從目標景物返回的紅外雷射信號通過第二物鏡(5.6)、第二調焦鏡(5.7)、第二成像鏡組(5.8)到達第二雙濾光片結構CXD模塊(5.9);第二雙濾光片結構CXD模塊(5.9)將紅外雷射信號轉換成數位訊號並將數位訊號後傳至圖像處理單元(4)，圖像處理單元(4)得到清晰景物圖像並上傳至中央處理器(11)，完成基於紅外雷射光源的自動成像任務。
7.根據權利要求1或2或3或4或5或6所述超級測繪機，其特徵在於:用於超視瞄準，包括利用超級測繪機在所在測位上瞄準目標得到的瞄準參數和其它測站的三維大地坐標，獲得其它測站瞄準同一目標時的瞄準參數，所述瞄準參數為三維姿態數據； 所述超視瞄準的原理是，將大地坐標系下的三維空間和全球定位系統時間定義的時空稱為現實世界，從超級測繪機的三維大地坐標數據、瞄準參數和其它測站的三維大地坐標數據出發構造流形結構與流形，將現實世界映射到一個稱之為像空間的集合中去並在像空間中完成像點之間的關聯和像網格之間的關聯；通過相關數學方法，將這種像空間中像網格之間的相互表達1-ι對應現實世界中不同的測站瞄準同一目標時得到的不同的瞄準參數之間的關係，並逆映射回到現實世界，進而得到超級測繪機之外的其它測站瞄準同一目標時的貓準參數；所述超視瞄準的過程包括以下步驟， 1)構建像空間S如下，則.* cR \keMl IUrIaWll'l? 其中，騰1是全體實數構成的集合，R3是三維實空間，Pk是R3的子集合;k是距離符號，代表從超級測繪機全球定位單元(14)的天線相位中心到被測目標形成的三維矢量在大地水準面上的投影，具有三重涵義，包括k是S中元素的下標，k是任意實數，k代表了一個S到量1的1-1的映上的滿射，從而也是S到R3上的1-1的映上的滿射；像空間與大地坐標系下所有空間點構成的集合之間存在1-1對應的關係k ； 2)構建像曲面Pk如下， 設懇={(.^，:^),ze L f是定義在Pk上的運算； V a e Pkfb e Pk和c e Pk而目，Pk和f同時滿足如下各條， (i)f與k無關； (ii)f—麗1;
(iii)f (a, b) > O,若且唯若 a = b 時 f (a, b) = O ；
(iv)f (a, b) = f (b, a)；
(V) f (a, b) +f (b, c) ^ f (a, c)，若且唯若 a = b=c 時等式成立； (vi)f無量綱； 則Pk是一個以f為尺度的尺度空間，稱為像曲面；在大地坐標系中，存在一個由三維空間點構成的集合D，D具有與Pk完全相同的勢和拓撲性質； 3)現實測站、虛擬測站、像點和像網格定義如下， 現實測站是所述超級測繪機，虛擬測站是基於全球定位系統時間的任意一個已知的大地坐標點，兩者之間無距離限制、無通視要求、無相對位置限制；在同一大地坐標系中，實體測站、虛擬測站和被測目標在D中有各不相同的坐標； 在D和像曲面Pk之間建立1-1對應的映射Ak，使得實體測站、虛擬測站和被測目標的三維大地坐標分別對應像曲面Pk中的三個唯一確定的各不相同的像點； 以實體測站和虛擬測站在像曲面Pk中的像點為兩個像網格原點，以f為尺度，通過Ak映射得到像曲面Pk中的兩個像網格，分別為實體測站像網格與虛擬測站像網格，它們是相互獨立、相互覆蓋的；在像網格中，每一格的長度各不相同，且這種長度是無量綱的； 4)像網格的歸一方程與像網格之間的相互關聯建立如下， 在映射Ak之上疊加歸一條件即歸一方程，得到歸一映射B ;歸一映射B是大地坐標系中三維空間點構成的集合D與像曲面Pk之間的1-1映射，在歸一映射B的意義下，像曲面Pk中的實體測站像網格和虛擬測站像網格被賦予了相同的相對伸縮比例，所謂相對伸縮比例係指這種比例與像曲面中的像坐標原點和像網格的格數相關，這種源於歸一條件的關聯使得實體測站像網格和虛擬測站像網格不再相互獨立； 5)實測數據在像曲面Pk中的度量轉換與無量綱化如下， 歸一映射B將大地坐標系中集合D的每一個有量綱數據都I一I映射到無量綱的像曲面Pk中，實體測站和虛擬測站的每一次測位變化都會在像曲面Pk中產生一組像測位量，不同的測位對應了不同的像測位量；在同一測位上，實體測站的每一次觀測又會在像曲面Pk中產生一組像觀測量，不同的觀測對應了不同的像觀測量； 度量轉換與無量綱化參數，是指在歸一映射B意義下，同一測站的像測位量與像觀測量處於同一像網格中，存在一組度量轉換參數使得兩者之間得以相互表達，這樣的度量轉換參數是有量綱的，它的參與使得大地坐標系中的每一個有量綱數據都被轉換為像曲面Pk中像網格的格數，同步完成從現實世界到像空間的度量轉換與無量綱化； 6)實體測站和虛擬測站在像曲面Pk中的像協同如下， 利用歸一映射B將被測目標納入實體測站像網格，利用像曲面Pk中的度量轉換與無量綱化，在尺度f下定義運算，將實體測站像網格中的數據轉換為虛擬測站像網格數據，在虛擬測站像網格中讀出被測目標的格數； 7)返回大地坐標系，獲得虛擬測站在已知大地坐標點上的瞄準參數如下， 在4)中，歸一映射B將大地坐標系中三維空間點構成的集合D中的元1-1映射到了像曲面Pk中，5)和6)實現了像網格之間的數據轉換，以下通過像網格之間的數據轉換實現實體測站和虛擬測站在大地坐標系中的協同； 綜合2)、3)和5)，通過歸一映射B的逆映射將虛擬測站像網格中的被測目標格數還原成虛擬測站在大地坐標系中虛擬測位上的瞄準參數，包括虛擬測站瞄準被測目標時的水平位數據、航向角數據和仰俯角數據。
8.根據權利要求7所述超級測繪機，其特徵在於:基於超視瞄準的過程得到虛擬測站瞄準參數後，在無測距儀條件下進行距離測量，包括根據實體測站的三維大地坐標、虛擬測站的三維大地坐標、實體測站的三維大地坐標和虛擬測站的三維大地坐標構成的基準線、實體測站瞄準被測目標的三維姿態數據及虛擬測站瞄準被測目標的三維姿態數據，根據歐氏幾何方法，得到所有虛擬測站到被測目標之間在大地坐標系下的距離數據、實體測站到被測目標之間在大地坐標系下的距離數據。
9.根據權利要求8所述超級測繪機，其特徵在於:在無測距儀條件下遙測獲得目標的三維大地坐標，實現如下， 中央處理器(11)根據實體測站正北方向、實體測站三維大地坐標、虛擬測站三維大地坐標、實體測站和虛擬測站之間的距離、實體測站和虛擬測站瞄準目標的三維姿態數據、實體測站和虛擬測站到目標之間的距離計算得到目標的三維大地坐標。
10.根據權利要求9所述超級測繪機，其特徵在於:基於遙感影像和精確瞄準的遙測獲取目標點三維大地坐標，步驟如下， 1)精準確定測量目標，實現如下， 當用戶通過在人機互動單元(12)的觸控螢幕在搜索成像單元(3)獲取的大視場實景影像中點擊選取的目標點時，中央處理器(11)以目標點為新的分劃中心，向仰俯姿態單元(6)和航向姿態單元(8)發出運動指令，將橫軸(9)和豎軸(10)轉動到位，使軸線L指向目標點；天文望遠鏡成像單元(5)獲取影像；中央處理器(11)在天文望遠鏡成像單元(5)獲取的高倍光學放大後的目標點實景影像上進行數碼變焦再放大，獲得光學和數碼兩級放大後的目標點清晰影像； 2)精確瞄準測量目標，實現如下，當用戶通過在人機互動單元(12)的觸控螢幕在光學和數碼兩級放大後的目標點清晰影像中點擊選定的測量目標時，中央處理器(11)以測量目標為新的分劃中心，根據測量目標位置向仰俯姿態單元(6)和航向姿態單元⑶發出運動指令，將橫軸(9)和豎軸(10)轉動到位，使軸線L指向測量目標，完成對測量目標的精確瞄準； 3)中央處理器(11)計算得到測量目標的三維大地坐標。
11.根據權利要求8所述超級測繪機，其特徵在於:自主生成大地坐標系下的三維物方影像。實現如下， 基於自主成像過程獲取物方影像後，遙感遙測系統停止攝取物方影像，三維姿態系統在目標景物界定的搜索成像單元(3)或天文成像望遠鏡成像單元(5)的視場內快速地連續掃描，超級測繪機和虛擬測站以全球定位系統時間為匹配標準，按基於超視瞄準的過程瞄準各目標點，結合在無測距儀條件下進行距離測量的結果，獲取各目標點三維大地坐標，中央處理器(11)將所獲之各目標的三維大地坐標匹配到目標景物的物方影像中，得到大地坐標系下的三維物方影像。
12.根據權利要求9所述超級測繪機，其特徵在於:使用具有全球定位和通信裝置的行動裝置為虛擬測站時，虛擬測站自動尋的，實現方式如下， 超級測繪機瞄準目標，中央處理器(11)通過通信單元(15)接受虛擬測站發來的虛擬測站位置信息及時間信息，用超視瞄準方法連續解算虛擬測站在所述時間點瞄準目標的三維姿態數據，用在無測距儀條件下進行距離測量的方式連續解算虛擬測站在所述時間點與目標之間的距離數據，並通過通信單元(15)同步向虛擬測站連續發布解算結果，虛擬測站據此調整飛行姿態或運動方向、飛行速度或運動速度，直至抵達目標；所述目標為運動目標或靜止目標。
13.根據權利要求8所述所述超級測繪機，其特徵在於:基於實時三維大地坐標和實時視頻，斷開第一離合器(6.1)、第二離合器(8.1)，對任意移動目標進行半自動跟蹤測量；或者閉合第一離合器(6.1)、第二離合器(8.1)，對特定移動目標進行全自動跟蹤測量。
14.根據權利要求13所述的超級測繪機，其特徵在於:基於實時三維大地坐標和實時視頻，對任意移動目標的半自動跟蹤測量的步驟如下， 1)進入半自動跟蹤測量工作模式，實現方式如下， 基於自動成像方法連續獲取目標影像，在人機互動單元(12)的觸控螢幕上連續播放，斷開第一離合器(6.1)、第二離合器(8.1)，進入支持手動操控的半自動跟蹤測量工作模式； 2)實時跟蹤測量，實現方式如下， 當用戶以目視人機互動單元(12)的觸控螢幕、手動調整航向角和仰俯角的方式跟蹤移動目標時，航向姿態單元(8)和仰俯姿態單元(6)同步向中央處理器(11)提供瞄準移動目標的實時姿態數據；中央處理器(11)連續解算出移動目標的實時三維大地坐標； 3)同步數據傳輸，由中央處理器(11)通過通信單元(15)遠程傳輸移動目標的實時視頻和實時三維大地坐標。
15.根據權利要求13所述的跟蹤測量機器人，其特徵在於:基於實時三維大地坐標和實時視頻，對特定移動目標的全自動跟蹤測量的步驟如下， 1)搜索成像 單元(3)循環掃描搜索範圍，實現方式如下， 輸入搜索範圍後，中央處理器(11)協調相關工作單元同步工作，包括取與掃描搜索任務對應的變倍參數Pi，通過變焦鏡組(3.7)將搜索成像單元(3)的放大倍數固定在Pi位置；閉合第一離合器(6.1)、第二離合器(8.1)，仰俯姿態單元(6)和航向姿態單元(8)帶動紅外雷射光源(2)、搜索成像單元(3)、天文望遠鏡成像單元(5)連續運動，循環覆蓋搜索範圍；根據自動成像過程，在搜索範圍內連續獲取野外實景影像； 2)獲取目標搜索數據，實現方式如下， 搜索成像單元(3)提供以搜索範圍為界的全局影像數據，天文望遠鏡成像單元(5)提供全局影像中每幅以其視場為界的單幅影像的分劃中心附近的局部影像詳細數據； 3)獲取待識別目標影像，實現方式如下， 圖像識別單元(16)比對搜索成像單元(3)提供的全局影像數據，得到待識別目標，中央處理器(11)根據待識別目標在全局影像中的位置向仰俯姿態單元(6)和航向姿態單元(8)發出運動指令，將橫軸(9)和豎軸(10)轉動到位，使軸線L瞄準待識別目標，天文望遠鏡成像單元(5)獲取待識別目標影像； 4)目標識別，包括由圖像識別單元(16)比對天文望遠鏡成像單元(5)提供的待識別目標影像數據和特定目標的詳細特徵數據，識別瞄準對象； 5)跟蹤瞄準，實現方式如下， 中央處理器(11)以圖像識別單元(16)提供的瞄準對象為跟蹤瞄準對象，指令仰俯姿態單元(6)和航向姿態單元(8)帶動紅外雷射光源(2)、搜索成像單元(3)和天文望遠鏡成像單元(5)連續運 動，使跟蹤瞄準對象的影像始終保持在野外實景影像中的分劃中心位置；仰俯姿態單元(6)和航向姿態單元(8)同步向中央處理器(11)反饋姿態數據； 同時，搜索成像單元(3)以向中央處理器(11)提供包括特定目標方位、環境在內的周邊影像數據；天文望遠鏡成像單元(5)向中央處理器(11)提供特定目標的詳細影像數據； 6)跟蹤測量，包括由中央處理器(11)連續解算運動中的特定目標的實時三維大地坐標； 7)航跡推算與再搜索，實現方式如下， 包括在設定的時間段內，中央處理器(11)按特定目標在所保存每一時刻的三維大地坐標數據和周邊影像數據，得到航跡推算函數；若搜索成像單元(3)在跟蹤特定目標的過程中失鎖，則中央處理器(11)根據航跡推算函數推算其下一時間可能出現的空間位置，據此劃定目標再搜索範圍並循環搜索，通過仰俯姿態單元(6)和航向姿態單元(8)使軸線L逐次瞄準這些空間位置，等待特定目標的再次出現； 8)同步數據傳輸，實現方式如下， 中央處理器(11)通過通信單元(15)遠程傳輸特定目標的實時影像和實時三維大地坐標。
16.根據權利要求4所述的超級測繪機，其特徵在於:所述搜索成像單元(3)包括第二電機(3.1)、第二驅動電路(3.2)、第六蝸輪(3.3)、第六蝸杆(3.4)、第四編碼器(3.5)、第一物鏡(3.6)、第一調焦鏡(3.8)、第一成像鏡組(3.9)、第一雙濾光片結構CCD模塊(3.10)，第一物鏡(3.6)、第一調焦鏡(3.8)、第一成像鏡組(3.9)、第一雙濾光片結構(XD模塊(3.10)依次連接，第二驅動電路(3.2)、第二電機(3.1)、第六蝸杆(3.4)、第四編碼器(3.5)依次連接，第六蝸杆(3.4)與第六蝸輪(3.3)嚙合,第六蝸輪(3.3)連接第一調焦鏡(3.8)，中央處理器(11)和第二驅動電路(3.2)、第四編碼器(3.5)、第一雙濾光片結構CCD模塊(3.10)分別連接。
【文檔編號】G01C15/00GK103837143SQ201410113596
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月25日 優先權日:2014年3月25日
【發明者】許凱華 申請人:許凱華