小型化的工程作业数字地图勘测系统的制作方法
专利名称：小型化的工程作业数字地图勘测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数字地图应用领域，具体是一种适合野外环境且便于携带的小型化的工程作业数字地图勘测系统。
技术背景由于数字地图具有成图速度快、精度高、利于分析使用等特点，因此，国内外都十分重视数字地图技术的应用研究。已经成功开发出一些用于地理环境分析和辅助决策的现代军事应用系统，可辅助各级指挥员完整、准确、快速地分析战场地理环境要素， 科学地进行军事决策，合理地组织军事行动。但现行数字地图存在如下问题①现行数字地图的比例尺偏小。工程作业通常需要大比例尺数字地图的支持，如桥梁、渡河与伪装等作业需要1 500-1 1000比例尺数字地图；野战阵地工程、障碍设置等作业需要 1 1000-1 2000比例尺数字地图；道桥、地爆、野战给水等作业需要1 2000-1 5000 比例尺数字地图。现行数字地图比例均小于1 50000，图上信息量少，精度低，不能满足使用要求。②现行数字地图信息分类及内容不能满足工程保障作业需求。目前使用的数字地图是按一般军用地形图的标准要求制作的，其信息的覆盖范围及分级方式不能涵盖与满足工程兵工程保障方面的特殊需要。如地形坡度信息、植被密度信息，河流分级是按长度划分，而工程保障方面是按河流宽度、流速来划分的等等。目前的系统和取得的研究成果，都是以中小比例尺地理数据为背景的，而在遂行作战工程保障任务时，一是需要大比例尺的地理信息；二是需要大中小比例尺同台显示； 三是需要勘测数据的实时传输。显然，上述系统无法满足遂行作战工程保障任务时的迫切需求。研究数字地图技术和以数字地图为基础的空间分析、作战态势表达、三维战场等实用化技术，以遂行工程保障任务为服务对象，着力解决信息化战争条件下对地理空间环境的特殊需求，对提高作战工程保障能力和信息化与自动化水平具有深远意义。
发明内容本实用新型主要研究适合野外环境且便于携带的大比例尺数字地图勘测系统， 同时使生成的大比例尺数字地图与下发的中、小比例尺数字地图融合，最终完成大、中、小比例尺数字地图的同平台显示。具体技术方案如下一种小型化的工程作业数字地图勘测系统，包括控制器、数据处理器、地形数据采集接口模块、图像输出模块和存储模块；所述地形数据采集接口模块的数据输出端与控制器的数据输入端连接；存储模块与控制器连接；所述控制器的数据输出端连接数据处理器的数据输入端；所述数据处理器的数据输出端连接图像输出模块的数据输入端；所述地形数据采集接口模块包括全站仪模块、GPS模块和对讲机模块；所述全站仪模块包括全站仪和全站电子记录手簿，全站仪通过全站电子记录手簿与所述控制器连接；所述GPS模块和对讲机模块都与所述控制器连接；所述图像输出模块包括打印模块、显示模块和有线/无线通信模块；所述打印模
3块、显示模块和有线/无线通信模块的数据输入端都与所述数据处理器的数据输出端连接。所述控制器是以FPGA/CPLD为核心的电路；控制器接收来自地形数据采集接口模块的数据，并把来自全站仪模块、GPS模块和/或对讲机模块的数据输出给数据处理器。所述数据处理器是htel xscale PXA270处理器，封装方式是13 X 13或23 X 23 毫米间距的BGA封装。所述有线/无线通信模块包括串行接口模块、TCP/IP接口模块和射频接口模块； 串行接口模块、TCP/IP接口模块和射频接口模块的输入端与所述数据处理器的数据输出端连接。所述GPS模块包括GPS接收电路和信道机，GPS接收电路接收来自天线和信道机的信号。本实用新型特点如下(1)小型化及低功耗设计技术在数据采集终端的硬件设计上，选用低功耗嵌入式芯片，电路设计中对数据处理器采用13 X 13毫米间距的BGA封装，在外围模块控制中采用可编程逻辑器件，减少分离器件的使用，各种芯片和阻容都采用贴片封装，接口的接插件在确保可靠的前提下采用小型的贴装接插件，实现系统硬件小型化。在数据采集终端的软件设计方面，拓展了对专题信息的分类采集功能，优化了信息获取与传输模块，提高了系统的作业速度。系统低功耗解决途径在中央处理器众多工作模式中，采用低功耗的工作模式。2)通用比例尺地理信息系统数据转换接口技术设计了通用的数据转换接口(包括地形数据采集接口和数据处理器)，通过该接口，可以完成“数勘系统”野外采集的矢量地图数据和军用数字地图各比例尺地图数据格式的转入、转出与维护。通过上述关键技术的突破和解决，实现了数据采集终端的小型化，且该终端具有体积小、重量轻、连续工作时间长、携带方便等特点，实现了工程作业数字地图的现场成图和实时分析，为工程应用奠定了技术基础。小型化的数据采集终端一方面可作为数勘系统的采集终端使用，另一方面，在数据采集终端上集成专业分队的计算功能或辅助决策功能，可满足使用需求，研究成果直接应用于工程装备信息一体化建设相关项目中，对提高作战工程保障能力和信息化水平具有很大的推动作用。不同比例尺数据之间的自动调阅技术、通用比例尺地理信息系统数据转换接口技术和数据融合等关键技术的突破，可解决地理空间环境信息软件平台的需求。同时，大比例尺数字地图技术可以直接服务于战场数字化建设，具有广泛的应用领域。该技术方案在工程装备信息化建设中有广泛用途，相关技术成果也可用于单兵装备和测绘装备信息化建设，军事效益显著。
图1为本实用新型系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本技术方案作进一步说明如图1，一种小型化的工程作业数字地图勘测系统，包括控制器、数据处理器、地形数据采集接口模块、图像输出模块和存储模块；所述地形数据采集接口模块的数据输出端与控制器的数据输入端连接；存储模块与控制器连接；所述控制器的数据输出端连接数据处理器的数据输入端；所述数据处理器的数据输出端连接图像输出模块的数据输入端；所述地形数据采集接口模块包括全站仪模块、GPS模块和对讲机模块；所述全站仪模块包括全站仪和全站电子记录手簿，全站仪通过全站电子记录手簿与所述控制器连接；所述GPS模块和对讲机模块都与所述控制器连接；所述图像输出模块包括打印模块、显示模块和有线/无线通信模块；所述打印模块、显示模块和有线/无线通信模块的数据输入端都与所述数据处理器的数据输出端连接。本例中，所述控制器是以FPGA/CPLD为核心的电路；控制器接收来自地形数据采集接口模块的数据，并把来自全站仪模块、GPS模块(SiRF starll LP解决方案)和/或对讲机模块(美芯对讲机模块M3000)的数据输出给数据处理器。所述数据处理器是htel xscale PXA270处理器，封装方式是13 X 13或23 X 23 毫米间距的BGA封装。本例的有线/无线通信模块包括串行接口模块、TCP/IP接口模块和射频接口模块；串行接口模块、TCP/IP接口模块和射频接口模块的输入端与所述数据处理器的数据输出端连接。所述GPS模块包括GPS接收电路和信道机，GPS接收电路接收来自天线和信道机的信号。
权利要求1.一种小型化的工程作业数字地图勘测系统，其特征包括控制器、数据处理器、地形数据采集接口模块、图像输出模块和存储模块；所述地形数据采集接口模块的数据输出端与控制器的数据输入端连接；存储模块与控制器连接；所述控制器的数据输出端连接数据处理器的数据输入端；所述数据处理器的数据输出端连接图像输出模块的数据输入端；所述地形数据采集接口模块包括全站仪模块、GPS模块和对讲机模块；所述全站仪模块包括全站仪和全站电子记录手簿，全站仪通过全站电子记录手簿与所述控制器连接；所述GPS模块和对讲机模块都与所述控制器连接；所述图像输出模块包括打印模块、显示模块和有线/无线通信模块；所述打印模块、显示模块和有线/无线通信模块的数据输入端都与所述数据处理器的数据输出端连接。
2.根据权利要求1所述的小型化的工程作业数字地图勘测系统，其特征是所述控制器是以FPGA/CPLD为核心的电路；控制器接收来自地形数据采集接口模块的数据，并把来自全站仪模块、GPS模块和/或对讲机模块的数据输出给数据处理器。
3.根据权利要求1所述的小型化的工程作业数字地图勘测系统，其特征是所述数据处理器是htel xscale PXA270处理器，封装方式是13 X 13或23 X 23毫米间距的BGA封装。
4.根据权利要求1所述的小型化的工程作业数字地图勘测系统，其特征是所述有线/ 无线通信模块包括串行接口模块、TCP/IP接口模块和射频接口模块；串行接口模块、TCP/ IP接口模块和射频接口模块的输入端与所述数据处理器的数据输出端连接。
5.根据权利要求1所述的小型化的工程作业数字地图勘测系统，其特征是所述GPS模块包括GPS接收电路和信道机，GPS接收电路接收来自天线和信道机的信号。
专利摘要一种小型化的工程作业数字地图勘测系统，包括控制器、数据处理器、地形数据采集接口模块、图像输出模块和存储模块；所述地形数据采集接口模块的数据输出端与控制器的数据输入端连接；存储模块与控制器连接；所述控制器的数据输出端连接数据处理器的数据输入端；所述数据处理器的数据输出端连接图像输出模块的数据输入端；所述地形数据采集接口模块包括全站仪模块、GPS模块和对讲机模块；所述全站仪模块包括全站仪和全站电子记录手簿，全站仪通过全站电子记录手簿与所述控制器连接；所述GPS模块和对讲机模块都与所述控制器连接；所述图像输出模块包括打印模块、显示模块和有线/无线通信模块；所述打印模块、显示模块和有线/无线通信模块的数据输入端都与所述数据处理器的数据输出端连接。该技术方案在工程装备信息化建设中有广泛用途，相关技术成果也可用于单兵装备和测绘装备信息化建设，军事效益显著。
文档编号G09B29/00GK201935687SQ20102060521
公开日2011年8月17日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者付成群, 余勤, 刘建永, 孙阳阳, 崔陈华, 郭杰 申请人:中国人民解放军理工大学工程兵工程学院
技术领域：
本实用新型涉及数字地图应用领域，具体是一种适合野外环境且便于携带的小型化的工程作业数字地图勘测系统。
技术背景由于数字地图具有成图速度快、精度高、利于分析使用等特点，因此，国内外都十分重视数字地图技术的应用研究。已经成功开发出一些用于地理环境分析和辅助决策的现代军事应用系统，可辅助各级指挥员完整、准确、快速地分析战场地理环境要素， 科学地进行军事决策，合理地组织军事行动。但现行数字地图存在如下问题①现行数字地图的比例尺偏小。工程作业通常需要大比例尺数字地图的支持，如桥梁、渡河与伪装等作业需要1 500-1 1000比例尺数字地图；野战阵地工程、障碍设置等作业需要 1 1000-1 2000比例尺数字地图；道桥、地爆、野战给水等作业需要1 2000-1 5000 比例尺数字地图。现行数字地图比例均小于1 50000，图上信息量少，精度低，不能满足使用要求。②现行数字地图信息分类及内容不能满足工程保障作业需求。目前使用的数字地图是按一般军用地形图的标准要求制作的，其信息的覆盖范围及分级方式不能涵盖与满足工程兵工程保障方面的特殊需要。如地形坡度信息、植被密度信息，河流分级是按长度划分，而工程保障方面是按河流宽度、流速来划分的等等。目前的系统和取得的研究成果，都是以中小比例尺地理数据为背景的，而在遂行作战工程保障任务时，一是需要大比例尺的地理信息；二是需要大中小比例尺同台显示； 三是需要勘测数据的实时传输。显然，上述系统无法满足遂行作战工程保障任务时的迫切需求。研究数字地图技术和以数字地图为基础的空间分析、作战态势表达、三维战场等实用化技术，以遂行工程保障任务为服务对象，着力解决信息化战争条件下对地理空间环境的特殊需求，对提高作战工程保障能力和信息化与自动化水平具有深远意义。
发明内容本实用新型主要研究适合野外环境且便于携带的大比例尺数字地图勘测系统， 同时使生成的大比例尺数字地图与下发的中、小比例尺数字地图融合，最终完成大、中、小比例尺数字地图的同平台显示。具体技术方案如下一种小型化的工程作业数字地图勘测系统，包括控制器、数据处理器、地形数据采集接口模块、图像输出模块和存储模块；所述地形数据采集接口模块的数据输出端与控制器的数据输入端连接；存储模块与控制器连接；所述控制器的数据输出端连接数据处理器的数据输入端；所述数据处理器的数据输出端连接图像输出模块的数据输入端；所述地形数据采集接口模块包括全站仪模块、GPS模块和对讲机模块；所述全站仪模块包括全站仪和全站电子记录手簿，全站仪通过全站电子记录手簿与所述控制器连接；所述GPS模块和对讲机模块都与所述控制器连接；所述图像输出模块包括打印模块、显示模块和有线/无线通信模块；所述打印模
3块、显示模块和有线/无线通信模块的数据输入端都与所述数据处理器的数据输出端连接。所述控制器是以FPGA/CPLD为核心的电路；控制器接收来自地形数据采集接口模块的数据，并把来自全站仪模块、GPS模块和/或对讲机模块的数据输出给数据处理器。所述数据处理器是htel xscale PXA270处理器，封装方式是13 X 13或23 X 23 毫米间距的BGA封装。所述有线/无线通信模块包括串行接口模块、TCP/IP接口模块和射频接口模块； 串行接口模块、TCP/IP接口模块和射频接口模块的输入端与所述数据处理器的数据输出端连接。所述GPS模块包括GPS接收电路和信道机，GPS接收电路接收来自天线和信道机的信号。本实用新型特点如下(1)小型化及低功耗设计技术在数据采集终端的硬件设计上，选用低功耗嵌入式芯片，电路设计中对数据处理器采用13 X 13毫米间距的BGA封装，在外围模块控制中采用可编程逻辑器件，减少分离器件的使用，各种芯片和阻容都采用贴片封装，接口的接插件在确保可靠的前提下采用小型的贴装接插件，实现系统硬件小型化。在数据采集终端的软件设计方面，拓展了对专题信息的分类采集功能，优化了信息获取与传输模块，提高了系统的作业速度。系统低功耗解决途径在中央处理器众多工作模式中，采用低功耗的工作模式。2)通用比例尺地理信息系统数据转换接口技术设计了通用的数据转换接口(包括地形数据采集接口和数据处理器)，通过该接口，可以完成“数勘系统”野外采集的矢量地图数据和军用数字地图各比例尺地图数据格式的转入、转出与维护。通过上述关键技术的突破和解决，实现了数据采集终端的小型化，且该终端具有体积小、重量轻、连续工作时间长、携带方便等特点，实现了工程作业数字地图的现场成图和实时分析，为工程应用奠定了技术基础。小型化的数据采集终端一方面可作为数勘系统的采集终端使用，另一方面，在数据采集终端上集成专业分队的计算功能或辅助决策功能，可满足使用需求，研究成果直接应用于工程装备信息一体化建设相关项目中，对提高作战工程保障能力和信息化水平具有很大的推动作用。不同比例尺数据之间的自动调阅技术、通用比例尺地理信息系统数据转换接口技术和数据融合等关键技术的突破，可解决地理空间环境信息软件平台的需求。同时，大比例尺数字地图技术可以直接服务于战场数字化建设，具有广泛的应用领域。该技术方案在工程装备信息化建设中有广泛用途，相关技术成果也可用于单兵装备和测绘装备信息化建设，军事效益显著。
图1为本实用新型系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本技术方案作进一步说明如图1，一种小型化的工程作业数字地图勘测系统，包括控制器、数据处理器、地形数据采集接口模块、图像输出模块和存储模块；所述地形数据采集接口模块的数据输出端与控制器的数据输入端连接；存储模块与控制器连接；所述控制器的数据输出端连接数据处理器的数据输入端；所述数据处理器的数据输出端连接图像输出模块的数据输入端；所述地形数据采集接口模块包括全站仪模块、GPS模块和对讲机模块；所述全站仪模块包括全站仪和全站电子记录手簿，全站仪通过全站电子记录手簿与所述控制器连接；所述GPS模块和对讲机模块都与所述控制器连接；所述图像输出模块包括打印模块、显示模块和有线/无线通信模块；所述打印模块、显示模块和有线/无线通信模块的数据输入端都与所述数据处理器的数据输出端连接。本例中，所述控制器是以FPGA/CPLD为核心的电路；控制器接收来自地形数据采集接口模块的数据，并把来自全站仪模块、GPS模块(SiRF starll LP解决方案)和/或对讲机模块(美芯对讲机模块M3000)的数据输出给数据处理器。所述数据处理器是htel xscale PXA270处理器，封装方式是13 X 13或23 X 23 毫米间距的BGA封装。本例的有线/无线通信模块包括串行接口模块、TCP/IP接口模块和射频接口模块；串行接口模块、TCP/IP接口模块和射频接口模块的输入端与所述数据处理器的数据输出端连接。所述GPS模块包括GPS接收电路和信道机，GPS接收电路接收来自天线和信道机的信号。
权利要求1.一种小型化的工程作业数字地图勘测系统，其特征包括控制器、数据处理器、地形数据采集接口模块、图像输出模块和存储模块；所述地形数据采集接口模块的数据输出端与控制器的数据输入端连接；存储模块与控制器连接；所述控制器的数据输出端连接数据处理器的数据输入端；所述数据处理器的数据输出端连接图像输出模块的数据输入端；所述地形数据采集接口模块包括全站仪模块、GPS模块和对讲机模块；所述全站仪模块包括全站仪和全站电子记录手簿，全站仪通过全站电子记录手簿与所述控制器连接；所述GPS模块和对讲机模块都与所述控制器连接；所述图像输出模块包括打印模块、显示模块和有线/无线通信模块；所述打印模块、显示模块和有线/无线通信模块的数据输入端都与所述数据处理器的数据输出端连接。
2.根据权利要求1所述的小型化的工程作业数字地图勘测系统，其特征是所述控制器是以FPGA/CPLD为核心的电路；控制器接收来自地形数据采集接口模块的数据，并把来自全站仪模块、GPS模块和/或对讲机模块的数据输出给数据处理器。
3.根据权利要求1所述的小型化的工程作业数字地图勘测系统，其特征是所述数据处理器是htel xscale PXA270处理器，封装方式是13 X 13或23 X 23毫米间距的BGA封装。
4.根据权利要求1所述的小型化的工程作业数字地图勘测系统，其特征是所述有线/ 无线通信模块包括串行接口模块、TCP/IP接口模块和射频接口模块；串行接口模块、TCP/ IP接口模块和射频接口模块的输入端与所述数据处理器的数据输出端连接。
5.根据权利要求1所述的小型化的工程作业数字地图勘测系统，其特征是所述GPS模块包括GPS接收电路和信道机，GPS接收电路接收来自天线和信道机的信号。
专利摘要一种小型化的工程作业数字地图勘测系统，包括控制器、数据处理器、地形数据采集接口模块、图像输出模块和存储模块；所述地形数据采集接口模块的数据输出端与控制器的数据输入端连接；存储模块与控制器连接；所述控制器的数据输出端连接数据处理器的数据输入端；所述数据处理器的数据输出端连接图像输出模块的数据输入端；所述地形数据采集接口模块包括全站仪模块、GPS模块和对讲机模块；所述全站仪模块包括全站仪和全站电子记录手簿，全站仪通过全站电子记录手簿与所述控制器连接；所述GPS模块和对讲机模块都与所述控制器连接；所述图像输出模块包括打印模块、显示模块和有线/无线通信模块；所述打印模块、显示模块和有线/无线通信模块的数据输入端都与所述数据处理器的数据输出端连接。该技术方案在工程装备信息化建设中有广泛用途，相关技术成果也可用于单兵装备和测绘装备信息化建设，军事效益显著。
文档编号G09B29/00GK201935687SQ20102060521
公开日2011年8月17日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者付成群, 余勤, 刘建永, 孙阳阳, 崔陈华, 郭杰 申请人:中国人民解放军理工大学工程兵工程学院
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