MEMS传感器和激光测距在GIS采集器上的应用摘要：随着GIS市场需求的不断扩大，GIS用户对于手持型双频双星GIS产品的了解越来越深入，GIS行业项目对高精度的手持GIS产品的需求量成逐年上升的态势，国土执法、电力线路普查、市政管线、海洋监测、路灯管理等项目，都在大量的使用手持型高精度GIS设备。本文阐述了GIS数据采集器结合MEMS传感器、激光测距后的优势，主要包括GIS采集器、MEMS传感器、激光测距、障碍环境测量、弱信号区域测量、高效作业等功能。关键词：GIS电子罗盘G-sensor激光测距高精度北斗中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号:1007-9416(2015)04-0095-02在实际作业中，GIS采集器必须能够接近被测点才能测量，这就大大限制了作业的范围和增加了作业难度，如墙角、有摘挡的树下、高处。激光测距的精度目前200米范围误差能够控制在l-2mm,并且激光测距已经广泛在各行业中普及应用，但是激光测距只是测量出距离，没有坐标和方向的属性。所以，我们还需要在GIS采集器中，获取到方向、倾斜角度等属性参数，参与到最终坐标计算，这就需要用到电子罗盘、G-sensor传感器。下文对各项技术和应用做介绍：1常规高精度GIS米集功能手机上一般采用低精度GPS定位和A-GPS定位,误差在几米到几十米。GIS高精度采集器类似RTK接收机，使用三星单频进口GPSOEM板卡，如Trimble的BD910板卡。精度参数如表1所示：水平精度在SBAS下，能够达到0.5米。测量软件具有图层管理器、查看星空图、CORS登陆、实时信息显示、任务管理、地图编辑、数据采集（采点、采线、采面）、地图量测、地图导航、采集设置、轨迹设置、GPS设置、地图窗口设置、坐标系统设置、单位设置、点校正计算等功能。衡量高精度GIS采集器主要指标是板卡的性能，然而这部分众多厂家都是使用的相同的技术和模块，所以最终的衡量标准主要体现在整机EMC和平台稳定性这两部分。EMC的好坏，直接影响到板卡的搜星速度和是否能够快速固定，目前业内的统一堆叠模型都是将板卡和天线整合在一起，放置在整机的顶部，远离其他电路；硬件平台使用采用TlCORTEXA8工业级处理器，主频1GHz,该平台集成以下功能：（1）内置500万摄像头，支持自动调焦；（2）采用最新的WindowsEmbeddedHandheld操作系统（WM6.5升级版）；（3）4.3寸WVGA显示屏,800*480,阳光下清晰可读；（4）内置3.5G通讯，蓝牙、WIFI无线技术；（5）采用快速插拔式电池，可智能充电。2MEMS传感器为了获得GIS手持釆集终端的方向和倾斜两个属性，我们需要在整机的头部，放置两个传感器，分别是电子罗盘和加速度计•考虑到实时性和数据运算量,我们选用STM32来采集两个传感器的数据，计算完将最终数据发送给应用处理器。电子罗盘，选用霍尼韦尔公司的HMC5983芯片，在三轴上都能够采集到磁场的分量。理论在水平情况下，精度能够达到1-2°o实际应用中，取决于校准、倾角补偿、算法的好坏。硬件上，HMC5983芯片可以通过IIC或者SPI连接到STM32o主要寄存器如表2所示：初始化函数中需要对0x00、0x01、0x02寄存器进行配置，配置内容有数据输出频率、传感器测量范围、Hmc5983_Write(Open205R」2Cx，ADDR_24LC02,CONFIG_A_REG,0x14)；Hmc5983_Write(Open205R」2Cx，ADDR_24LC02,操作模式。参考配置参数如下CONFIG_B_REG,0x20)；Hmc5983_Write(Open205R」2Cx，ADDR_24LC02，MODE_REG,0x00)；读取寄存器0x03到0x08,需要注意正负值得转换，并最终结果减去上次校准的中心偏差值。程序实现如下：x=((int)ReadBuffer[3]0x7fff)x-=0xffff；if(y>0x7fff)y-=0xffff；if(z>0x7fff)z-=0xffff；x-=Mag_UserCal_Offset_X；y-=Mag_UserCal_Offset_Y；z-=Mag_UserCal_Offset_Z；加速度计，选用ADI公司的ADIS16209芯片,倾斜精度能够达到0.1°,在两轴上，能够输出加速度分量，并且此芯片可直接输出倾斜的角度，在编程上方便了开发。软件上直接读取XINCLJDUT、YINCL_OUT两个寄存器，并做相应变换。具体可参考如下代码：ADIS16209_Read(XINCL_OUT,&temp[0])；ADIS16209_Read(YINCL_OUT,&temp[l])；temp[0]=temp[0]&0x3FFF；讦(temp[0]>0xl000){temp[0]=temp[0]-0x4000；}xlncl=temp[O]*0.025；temp[l]=temp[l]&0x3FFF；...