一种利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置及使用方法

1.本发明涉及测绘技术领域，具体为一种利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置及使用方法。


背景技术：

2.北斗卫星系统是一种重要的时空信息基础设施，主要由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力；当前，北斗卫星系统的应用十分的广泛，如在无人机测绘领域得到一定的发展，利用北斗系统对于无人机的测绘作业来讲，可以极大地提高无人机的作业精度，同时利用北斗系统也能够为无人机应用通信提供更为广泛的覆盖范围以及更强的可靠性。
3.授权公告号为cn207365962u的发明专利公开了一种测绘无人机，该测绘无人机包括机体和机臂，机臂一端与机体连接，机臂另一端设置有驱动电机，驱动电机上设置有桨叶，还包括：激光雷达，所述激光雷达安装在机体下方；摄像装置，所述摄像装置安装在机体下方并与激光雷达间隔设置；rtk，所述rtk为至少两个且安装于所述机体和所述机臂中的至少一个，其中，每相邻的两个rtk之间的距离均大于等于20厘米；控制器，所述控制器通过线缆与摄像装置、激光雷达、rtk连接，用于将采集的影像数据和激光雷达数据通过无线网络发送至终端；能够同时获取空间三维点云数据和全景影像数据，能够根据全景影像数据对三维点云数据进行着色，增强用户对三维点云数据的理解；并且，使用rtk进行精确定位，测绘数据的精度大大提高；且rtk远离机体中的电路模块，远离干扰源，使得信号收发更准确，同时无人机设置有至少两个rtk，且安装距离大于20厘米，使航向定位数据精度较高，且航向定位不易被干扰。
4.虽然该测绘无人机通过设置的rtk，可以使得航向定位数据精度较高，但是该无人机在使用时，其激光雷达直接通过螺栓安装在机体的下方处，而该安装方式拆装比较繁杂，不仅在拆卸维修时非常不方便，而且由于激光雷达拆卸不便会导致无人机的收纳较为不便，鉴于此，我们提出一种利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置及使用方法。


技术实现要素：

5.为了解决上述难题，本发明提供了一种利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置及使用方法。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
7.一种利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置，包括无人机和测绘部；
8.所述无人机，用于搭载测绘部以在高空进行地形地貌勘测；包括机体；
9.所述测绘部，用于地形地貌勘测，设置于机体底部；包括搭载板，搭载板的底面后侧处安装有用于定位及应急通信的北斗rdss用户模块；搭载板的顶面开设有凹槽，凹槽内壁开设有导向槽，搭载板的前端开设有两个连接槽，连接槽的侧壁上开设有限位槽；凹槽内
均转动安装有齿条，齿条的底端处安装有限位杆；搭载板的下方可拆卸的安装有连接架，连接架穿过连接槽，连接架的外壁安装有两个限位块，且限位块与限位槽插接，连接架的开口内还安装有连接板，连接板上开设有两个限位孔，限位杆与限位孔插接并将连接架限制在搭载板上；连接架的底端可拆卸地安装有用于地形地貌勘测的激光雷达。
10.进一步的，所述导向槽内安装有导杆，导杆上套设有弹簧；凹槽内还转动安装有连杆，连杆上同轴键连接有齿轮，且齿轮与齿条相啮合；齿条的一侧壁安装有与导杆滑动连接的滑块，且弹簧的底端抵紧滑块的顶面。
11.进一步的，所述搭载板的底面位于北斗rdss用户模块的外部处安装有护壳，且护壳通过螺栓与搭载板固定连接。
12.进一步的，所述连接架的整体形状呈u型，且连接架的厚度为0.6cm。
13.进一步的，所述连接架和限位块为一体成型结构，且连接架和限位块均为铝合金材质的制成品。
14.进一步的，所述连杆的前端穿过搭载板并突出至外界，且连杆的前端处同轴键连接有拧动头。
15.进一步的，所述搭载板的截面形状呈l型，且搭载板通过螺栓与机体的底端固定连接。
16.进一步的，所述齿条、限位杆和滑块为一体成型结构。
17.进一步的，所述滑块和导向槽的整体形状均呈矩形，且滑块的尺寸和导向槽的尺寸相适配。
18.进一步的，本发明还提供了一种利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置的使用方法，包括上述的利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置，包括如下步骤：
19.步骤s1：首先操控无人机飞行至高空，无人机即搭载激光雷达飞行至高空，此时激光雷达开始工作，激光雷达即可对地形地貌进行勘测；
20.步骤s2：当需要拆卸激光雷达时，使用人员首先转动两侧的拧动头，拧动头带动连杆和齿轮转动，因齿轮与齿条相啮合，齿条即向上运动，此时限位杆随着齿条同步向上运动，滑块即沿导杆向上运动，弹簧即被滑块压缩，此时限位杆脱离限位孔，限位杆对连接板解除限制；
21.步骤s3：接下来使用人员向前侧推动连接架，连接架即沿连接槽滑动，限位块即沿限位槽滑动，当连接架脱离连接槽，连接架和激光雷达即被拆卸。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果：
23.1.通过设置的无人机和测绘部：一方面，通过无人机上搭载的北斗rdss用户模块，方便利用北斗卫星系统为无人机飞行测绘作业提供高精准定位支持，有利于提高无人机测绘作业的精度和效率；另一方面，通过无人机上搭载的激光雷达，方便利用激光雷达在高空进行地形地貌的勘测作业；
24.2.通过限位杆与限位孔插接，可将连接架和雷达安装在搭载板上，通过解除限位杆对限位孔的限制，即可将连接架和雷达从搭载板上拆卸；该设计便于对雷达和连接架进行拆装，既有利于安装雷达进行测绘作业，也便于对雷达拆卸后以进行收纳和检修等操作。
附图说明
25.图1为本发明的整体结构示意图；
26.图2为本发明中测绘部的结构示意图；
27.图3为本发明中测绘部的结构剖视图；
28.图4为本发明中搭载板的结构示意图；
29.图5为本发明中测绘部的部分结构示意图；
30.图6为本发明中雷达的结构示意图。
31.图中：
32.1、无人机；11、机翼；12、机架；
33.2、测绘部；20、护壳；21、搭载板；211、凹槽；212、导向槽；213、连接槽；214、限位槽；22、导杆；23、弹簧；24、连杆；241、拧动头；25、齿轮；26、齿条；261、滑块；262、限位杆；27、连接架；271、限位块；272、连接板；2721、限位孔；28、激光雷达；29、北斗rdss用户模块。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.本实施例提供一种技术方案：
36.请参阅图1，一种利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置及使用方法，包括无人机1和测绘部2。无人机1，用于搭载测绘部2以在高空进行地形地貌勘测；包括机体；机体的两侧壁上方处均安装有机翼11，机翼11的下方处均安装有机架12；
37.通过上述设置方式，通过无人机1将激光雷达28运载至高空，便于在高空通过激光雷达对地形地貌进行勘测。
38.请参阅图2-6，测绘部2，用于地形地貌勘测，设置于机体底部；包括搭载板21，搭载板21的底面后侧处安装有用于定位及应急通信的北斗rdss用户模块29，北斗rdss用户模块29通过螺栓与搭载板21固定连接；
39.通过上述设置方式，北斗rdss用户模块29的设置便于接收卫星信号，便于为无人机的测绘作业提供高精准的定位支持。
40.在本实施例中，搭载板21的底面位于北斗rdss用户模块29的外部处安装有护壳20，且护壳20通过螺栓与搭载板21固定连接，护壳20的设置对北斗rdss用户模块29起到保护的作用。
41.进一步地，连接架27的底端可拆卸地安装有用于地形地貌勘测的激光雷达28；
42.通过上述设置方式，便于通过激光雷达28对地形地貌进行勘测。
43.在本实施例中，激光雷达28通过螺栓与连接架27固定连接，螺栓固定的方式连接牢靠，同时便于对激光雷达28进行拆装。
44.进一步地，搭载板21的顶面开设有凹槽211，凹槽211内壁开设有导向槽212，搭载板21的前端开设有两个连接槽213，连接槽213的侧壁上开设有限位槽214；导向槽212内安装有导杆22，导杆22通过螺栓与导向槽212固定连接，导杆22上套设有弹簧23；凹槽211内均
转动安装有齿条26，齿条26的底端处安装有限位杆262；凹槽211内还转动安装有连杆24，连杆24上同轴键连接有齿轮25，且齿轮25与齿条26相啮合；齿条26的一侧壁安装有与导杆22滑动连接的滑块261，且弹簧23的底端抵紧滑块261的顶面；搭载板21的下方可拆卸的安装有连接架27，连接架27穿过连接槽213，连接架27的外壁安装有两个限位块271，且限位块271与限位槽214插接，连接架27的开口内还安装有连接板272，连接板272上开设有两个限位孔2721，限位杆262与限位孔2721插接并将连接架27限制在搭载板21上；
45.通过上述设置方式，当限位杆262与限位孔2721插接，可将连接架27和激光雷达28安装在搭载板21上，通过解除限位杆262对限位孔2721的限制，即可将连接架27和激光雷达28从搭载板21上进行拆卸，从而使得激光雷达28和连接架27便于进行拆装。
46.在本实施例中，连接架27和限位块271为一体成型结构，且连接架27和限位块271均为铝合金材质的制成品，一体成型结构提高了连接架27的结构强度，因此可以使得连接架27在激光雷达28和搭载板21之间起到更为牢靠的连接作用。
47.在本实施例中，连杆24的前端穿过搭载板21并突出至外界，且连杆24的前端处同轴键连接有拧动头241，通过转动拧动头241，便于转动连杆24和齿轮25，便于带动齿条26和限位杆262运动。
48.在本实施例中，搭载板21的截面形状呈l型，且搭载板21通过螺栓与机体的底端固定连接，螺栓固定的方式连接牢靠，使得搭载板21与机体之间的连接稳定，同时便于对搭载板21进行拆装。
49.在本实施例中，齿条26、限位杆262和滑块261为一体成型结构，该设计可以提高齿条26、限位杆262和滑块261之间的结构强度，提高了齿条26、限位杆262和滑块261的使用寿命，有利于保证限位杆262对连接板272的限制作用。
50.在本实施例中，滑块261和导向槽212的整体形状均呈矩形，且滑块261的尺寸和导向槽212的尺寸相适配，当滑块261在导向槽212内上下运动时，可以保证滑块261运动的顺畅性，同时可以避免齿条26出现晃动的情况。
51.本发明还提供了一种利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置的使用方法，包括如下步骤：
52.步骤s1：首先操控无人机1飞行至高空，无人机1即搭载激光雷达28飞行至高空，此时激光雷达28开始工作，激光雷达28即可对地形地貌进行勘测；
53.步骤s2：当需要拆卸激光雷达28时，使用人员首先转动两侧的拧动头241，拧动头241带动连杆24和齿轮25转动，因齿轮25与齿条26相啮合，齿条26即向上运动，此时限位杆262随着齿条26同步向上运动，滑块261即沿导杆22向上运动，弹簧23即被滑块261压缩，此时限位杆262脱离限位孔2721，限位杆262对连接板272解除限制；
54.步骤s3：接下来使用人员向前侧推动连接架27，连接架27即沿连接槽213滑动，限位块271即沿限位槽214滑动，当连接架27脱离连接槽213，连接架27和激光雷达28即被拆卸。
55.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所
附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置，包括无人机(1)和测绘部(2)，其特征在于：所述无人机(1)，用于搭载测绘部(2)以在高空进行地形地貌勘测；包括机体；所述测绘部(2)，用于地形地貌勘测，设置于机体底部；包括搭载板(21)，搭载板(21)的底面后侧处安装有用于定位及应急通信的北斗rdss用户模块(29)；搭载板(21)的顶面开设有凹槽(211)，凹槽(211)内壁开设有导向槽(212)，搭载板(21)的前端开设有两个连接槽(213)，连接槽(213)的侧壁上开设有限位槽(214)；凹槽(211)内均转动安装有齿条(26)，齿条(26)的底端处安装有限位杆(262)；搭载板(21)的下方可拆卸地安装有连接架(27)，连接架(27)穿过连接槽(213)，连接架(27)的外壁安装有两个限位块(271)，且限位块(271)与限位槽(214)插接，连接架(27)的开口内还安装有连接板(272)，连接板(272)上开设有两个限位孔(2721)，限位杆(262)与限位孔(2721)插接并将连接架(27)限制在搭载板(21)上；连接架(27)的底端可拆卸地安装有用于地形地貌勘测的激光雷达(28)。2.根据权利要求1所述的利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置，其特征在于：所述导向槽(212)内安装有导杆(22)，导杆(22)上套设有弹簧(23)；凹槽(211)内还转动安装有连杆(24)，连杆(24)上同轴键连接有齿轮(25)，且齿轮(25)与齿条(26)相啮合；齿条(26)的一侧壁安装有与导杆(22)滑动连接的滑块(261)，且弹簧(23)的底端抵紧滑块(261)的顶面。3.根据权利要求2所述的利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置，其特征在于：所述搭载板(21)的底面位于北斗rdss用户模块(29)的外部处安装有护壳(20)，且护壳(20)通过螺栓与搭载板(21)固定连接。4.根据权利要求3所述的利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置，其特征在于：所述机体的两侧壁上方处均安装有机翼(11)，机翼(11)的下方处均安装有机架(12)。5.根据权利要求4所述的利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置，其特征在于：所述连接架(27)和限位块(271)为一体成型结构，且连接架(27)和限位块(271)均为铝合金材质的制成品。6.根据权利要求5所述的利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置，其特征在于：所述连杆(24)的前端穿过搭载板(21)并突出至外界，且连杆(24)的前端处同轴键连接有拧动头(241)。7.根据权利要求6所述的利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置，其特征在于：所述搭载板(21)的截面形状呈l型，且搭载板(21)通过螺栓与机体的底端固定连接。8.根据权利要求7所述的利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置，其特征在于：所述齿条(26)、限位杆(262)和滑块(261)为一体成型结构。9.根据权利要求8所述的利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置，其特征在于：所述滑块(261)和导向槽(212)的整体形状均呈矩形，且滑块(261)的尺寸和导向槽(212)的尺寸相适配。10.一种利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置的使用方法，包括权利要求9所述的利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置，其特征在于：包括如下步骤：步骤s1：首先操控无人机(1)飞行至高空，无人机(1)即搭载激光雷达(28)飞行至高空，此时激光雷达(28)开始工作，激光雷达(28)即可对地形地貌进行勘测；步骤s2：当需要拆卸激光雷达(28)时，使用人员首先转动两侧的拧动头(241)，拧动头
(241)带动连杆(24)和齿轮(25)转动，因齿轮(25)与齿条(26)相啮合，齿条(26)即向上运动，此时限位杆(262)随着齿条(26)同步向上运动，滑块(261)即沿导杆(22)向上运动，弹簧(23)即被滑块(261)压缩，此时限位杆(262)脱离限位孔(2721)，限位杆(262)对连接板(272)解除限制；步骤s3：接下来使用人员向前侧推动连接架(27)，连接架(27)即沿连接槽(213)滑动，限位块(271)即沿限位槽(214)滑动，当连接架(27)脱离连接槽(213)，连接架(27)和激光雷达(28)即被拆卸。

技术总结
本发明涉及测绘技术领域，具体为一种利用北斗卫星系统勘测地形地貌的装置及使用方法，包括无人机和测绘部；搭载板的底面后侧处安装有用于定位及应急通信的北斗RDSS用户模块；连接板上开设有两个限位孔，限位杆与限位孔插接并将连接架限制在搭载板上；连接架的底端可拆卸地安装有用于地形地貌勘测的激光雷达；通过无人机上搭载的北斗RDSS用户模块，有利于提高无人机测绘作业的精度和效率；方便利用激光雷达在高空进行地形地貌的勘测作业；通过限位杆与限位孔插接，可将连接架和雷达安装在搭载板上，通过解除限位杆对限位孔的限制，即可将连接架和雷达从搭载板上拆卸；该设计便于对雷达和连接架进行拆装。和连接架进行拆装。和连接架进行拆装。


技术研发人员：罗恒雪 彭小源 李星虎 寸洋 景贵飞 张宓 杨伟 付文俊
受保护的技术使用者：北京航空航天大学云南创新研究院
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/9/23