阅读说明：本技术 一种无人机的gnss原始观测数据记录方法和装置 (GNSS original observation data recording method and device of unmanned aerial vehicle ) 是由 李宁 丁永祥 王江林 文述生 闫少霞 周光海 庄所增 于 2020-08-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种无人机的GNSS原始观测数据记录方法和装置,应用于无人机的GNSS组件,所述方法包括：实时监控所述无人机的作业状态；当所述无人机处于首次作业状态时,按照当前时刻新建一个原始观测文件,在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据；当所述无人机处于非首次作业状态时,在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据；当所述无人机停止作业时,停止记录所述无人机的GNSS原始观测数据,从而解决在无人机多架次的数据记录过程中创建多个原始观测文件的技术问题,从而提高内业结算过程的数据处理效率和数据准确性。(The invention discloses a GNSS original observation data recording method and a GNSS original observation data recording device of an unmanned aerial vehicle, which are applied to a GNSS assembly of the unmanned aerial vehicle, wherein the method comprises the following steps: monitoring the operation state of the unmanned aerial vehicle in real time; when the unmanned aerial vehicle is in a first operation state, an original observation file is newly established according to the current moment, and GNSS original observation data of the unmanned aerial vehicle are recorded in the original observation file; when the unmanned aerial vehicle is in a non-primary operation state, recording GNSS original observation data of the unmanned aerial vehicle in the original observation file; when the unmanned aerial vehicle stops working, GNSS original observation data of the unmanned aerial vehicle stops being recorded, so that the technical problem that a plurality of original observation files are created in the data recording process of the unmanned aerial vehicle in multiple times is solved, and the data processing efficiency and the data accuracy in the internal settlement process are improved.)

一种无人机的GNSS原始观测数据记录方法和装置

技术领域

本发明涉及卫星导航测绘技术领域，尤其涉及一种无人机的GNSS原始观测数据记录方法和装置。

背景技术

随着无人机技术和GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)技术的发展，测绘型无人机在对地域的测绘已经开始普遍采用高精度GNSS的PPK(post processed kinematic，动态后处理技术)技术，如果采用普通的GNSS单点定位，还需要实地布设若干个像控点，如果采用了高精度GNSS的PPK技术则可以基本不用或者只需要少量像控点。

PPK技术的工作原理是基准站和移动站对卫星进行同步观测，实时记录GNSS原始观测数据，然后利用GNSS处理软件进行解算，从而得到厘米级的POS位置。

现有的测绘型无人机通过机载的PPK模块会实时记录GNSS原始观测数据，在实际作业中通常需要飞行多个架次，为保证无人机的电量供应，在每个架次均需要更换无人机的电池。但在上述现有技术中，无论在更换电池前后是否有实际的飞行，机载PPK模块的存储单元中会由于每个更换电池的影响生成多个原始观测数据文件，从而导致在PPK技术的内业解算过程时需要处理多个原始观测文件，数据处理效率较低；同时还需要手动区分哪些是真正飞行的文件，而手动的文件区分过程也可能引入无效文件，进而导致数据准确性降低。

发明内容

本发明提供了一种无人机的GNSS原始观测数据记录方法和装置，解决了现有技术中由于测绘型无人机每个更换电池生成多个原始观测数据文件，导致内业结算过程的数据处理效率较低和数据准确性降低的技术问题。

本发明提供的一种无人机的GNSS原始观测数据记录方法，应用于无人机的GNSS组件，所述方法包括：

实时监控所述无人机的作业状态；

当所述无人机处于首次作业状态时，按照当前时刻新建一个原始观测文件，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据；

当所述无人机处于非首次作业状态时，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据；

当所述无人机停止作业时，停止记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

可选地，所述无人机还包括飞控组件，所述GNSS组件与所述飞控组件通过串口连接；所述实时监控所述无人机的作业状态的步骤，包括：

通过所述串口实时获取所述飞控组件响应于预置控制指令的反馈信号；

根据所述飞控组件的预置通信协议解析所述反馈信号，确定所述无人机的作业状态。

可选地，所述当所述无人机处于首次作业状态时，按照当前时刻新建一个原始观测文件，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据的步骤，包括：

当所述无人机处于首次作业状态时，按照当前日期新建观测文件夹；

在所述观测文件夹中按照当前时刻新建一个原始观测文件；

在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

可选地，所述当所述无人机处于非首次作业状态时，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据的步骤，包括：

当所述无人机处于非首次作业状态时，检测所述观测文件夹中是否存在所述原始观测文件；

若所述观测文件夹中存在所述原始观测文件，则在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

可选地，所述方法还包括：

若所述观测文件夹中不存在所述原始观测文件，则按照当前时刻在所述观测文件夹中新建一个原始观测文件，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

可选地，所述当所述无人机停止作业时，停止记录所述无人机的GNSS原始观测数据的步骤，包括：

当所述无人机停止作业时，停止记录所述无人机的GNSS原始观测数据，并在所述无人机的GNSS原始观测数据的最后设置结束标记；

所述结束标记用于标识所述GNSS组件在所述无人机的当前架次的无人机的GNSS原始观测数据记录过程已结束，并用于区分所述无人机在不同架次记录的GNSS原始观测数据。

本发明还提供了一种无人机的GNSS原始观测数据记录装置，应用于无人机的GNSS组件上，所述装置包括：

作业状态监控模块，用于实时监控所述无人机的作业状态；

首次作业处理模块，用于当所述无人机处于首次作业状态时，按照当前时刻新建一个原始观测文件，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据；

非首次作业处理模块，用于当所述无人机处于非首次作业状态时，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据；

停止作业处理模块，用于当所述无人机停止作业时，停止记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

可选地，所述无人机还包括飞控组件，所述GNSS组件与所述飞控组件通过串口连接；所述作业状态监控模块包括：

反馈信号获取子模块，用于通过所述串口实时获取所述飞控组件响应于预置控制指令的反馈信号；

作业状态确定子模块，用于根据所述飞控组件的预置通信协议解析所述反馈信号，确定所述无人机的作业状态。

可选地，所述首次作业处理模块包括：

观测文件夹创建子模块，用于当所述无人机处于首次作业状态时，按照当前日期新建观测文件夹；

原始观测文件新建子模块，用于在所述观测文件夹中按照当前时刻新建一个原始观测文件；

第一无人机的GNSS原始观测数据记录子模块，用于在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

可选地，所述非首次作业处理模块包括：

原始观测文件检测子模块，用于当所述无人机处于非首次作业状态时，检测所述观测文件夹中是否存在所述原始观测文件；

第二无人机的GNSS原始观测数据记录子模块，用于若所述观测文件夹中存在所述原始观测文件，则在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

可选地，所述非首次作业处理模块还包括：

第三无人机的GNSS原始观测数据记录子模块，若所述观测文件夹中不存在所述原始观测文件，则按照当前时刻在所述观测文件夹中新建一个原始观测文件，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

可选地，所述停止作业处理模块包括：

GNSS原始观测数据停止记录子模块，用于当所述无人机停止作业时，停止记录所述无人机的GNSS原始观测数据，并在所述无人机的GNSS原始观测数据的最后设置结束标记；

所述结束标记用于标识所述GNSS组件在所述无人机的当前架次的无人机的GNSS原始观测数据记录过程已结束，并用于区分所述无人机在不同架次记录的GNSS原始观测数据。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

在本发明实施例中，通过无人机的GNSS组件实时对无人机的作业状态进行监控，当所述无人机处于首次作业状态时按照当前时刻新建一个原始观测文件并在其中写入无人机的GNSS原始观测数据；若无人机处于非首次作业状态则直接在已创建的原始观测文件写入GNSS原始观测数据；而当无人机从作业状态变为停止作业状态时，则停止记录无人机的GNSS原始观测数据，以终止无人机在该架次的数据记录过程。在无人机多架次的数据记录过程中不会创建多个原始观测文件，从而提高内业结算过程的数据处理效率和数据准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种无人机的GNSS原始观测数据记录方法的步骤流程图；

图2为本发明可选实施例提供的一种无人机的GNSS原始观测数据记录方法的步骤流程图；

图3为本发明实施例提供的一种无人机的GNSS原始观测数据记录装置的结构框图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种无人机的GNSS原始观测数据记录方法和装置，用于解决现有技术中由于测绘型无人机每个更换电池生成多个原始观测数据文件，导致内业结算过程的数据处理效率较低和数据准确性降低的技术问题。

GNSS指的是全球导航卫星系统，利用一组卫星的伪距、星历、卫星发射时间等观测量，能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息，例如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种无人机的GNSS原始观测数据记录方法的步骤流程图。

本发明提供的一种无人机的GNSS原始观测数据记录方法，应用于无人机的GNSS组件，所述方法包括以下步骤：

步骤101，实时监控所述无人机的作业状态；

在本发明实施例中，无人机的作业状态涉及到GNSS组件是否记录当前时刻的GNSS原始观测数据，因此，需要实时监控无人机的作业状态。

步骤102，当所述无人机处于首次作业状态时，按照当前时刻新建一个原始观测文件，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据；

在本发明实施例中，当所述无人机首次启动，处于首次作业状态时，此时无人机中并未有原始观测文件，若是直接写入GNSS原始观测数据会导致数据混乱，在后续PPK技术的内业处理过程中效率较低。因此，可以按照当前时刻新建一个原始观测文件，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据

步骤103，当所述无人机处于非首次作业状态时，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据；

在具体实现中，当无人机的作业状态非首次作业状态时，也就是无人机更换电池，重复上电后，说明此时已经在无人机的GNSS组件中创建有原始观测文件，为提高在后续内业处理过程的数据处理效率和数据准确度，可以直接在已创建的原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

步骤104，当所述无人机停止作业时，停止记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

在本发明实施例中，通过无人机的GNSS组件实时对无人机的作业状态进行监控，当所述无人机处于首次作业状态时按照当前时刻新建一个原始观测文件并在其中写入无人机的GNSS原始观测数据；若无人机处于非首次作业状态则直接在已创建的原始观测文件写入GNSS原始观测数据；而当无人机从作业状态变为停止作业状态时，则停止记录无人机的GNSS原始观测数据，以终止无人机在该架次的数据记录过程。在无人机多架次的数据记录过程中不会创建多个原始观测文件，从而提高内业结算过程的数据处理效率和数据准确性。

请参阅图2，图2为本发明可选实施例提供的一种无人机的GNSS原始观测数据记录方法的步骤流程图。

本发明提供的一种无人机的GNSS原始观测数据记录方法，应用于无人机的GNSS组件，所述方法包括以下步骤：

步骤201，实时监控所述无人机的作业状态；

可选地，所述无人机还包括飞控组件，所述GNSS组件与所述飞控组件通过串口连接，所述步骤201可以包括以下子步骤：

通过所述串口实时获取所述飞控组件响应于预置控制指令的反馈信号；

根据所述飞控组件的预置通信协议解析所述反馈信号，确定所述无人机的作业状态。

在具体实现中，无人机的控制通常是基于地面站通过数传电台发送的指令实现，由于GNSS组件也会进行数据的收发，若是直接通过所述GNSS组件与所述数传单元连接接收地面站的控制指令判断无人机的作业状态可能会影响到无人机的正常运行。

因此，为了达到在不影响无人机的正常工作，又可以通过GNSS组件实时获取到无人机的作业状态的目的。可以将无人机的飞控组件中用于与数传电台通信的串口的发送引脚连接至GNSS组件，利用飞控组件接收到地面站信号返回反馈信号的特性，使用飞控组件的预置通信协议解析所述反馈信号，以此确定无人机的当前作业状态。

可选地，所述GNSS组件可以为高精度GNSS组件，所述预置通信协议可以为Mavlink协议，在实际操作中可以根据Mavlink协议中的MAV_STATE和MAV_LANDED_STATE状态判断无人机的飞行状态，本发明实施例对此不作限制。

在本发明的一个示例中，上述步骤102可以替换为以下步骤202-204：

步骤202，当所述无人机处于首次作业状态时，按照当前日期新建观测文件夹；

在本发明实施例中，可以通过Mavlink协议中的MAV_STATE状态变为MAV_STATE_ACTIVE作为标识，判定所述无人机处于首次作业状态，此时可以通过GNSS组件中的数据记录模块根据当前日期在无人机的存储单元如SD存储卡中新建一个观测文件夹，以放置无人机执行当天的测绘计划所生成的原始观测文件。

在具体实现中，为便于辨别，可以将所述观测文件夹以“年月日”的形式进行命名，例如20200812，本发明实施例对此不作限制。

步骤203，在所述观测文件夹中按照当前时刻新建一个原始观测文件；

而在当前观测文件夹创建之后，为记录当前测绘计划的开始时间，还可以按照当前时刻新建一个原始观测文件，在所述原始观测文件中记录无人机所采集的GNSS原始观测数据。

其中，原始观测文件可以“机号后四位+年积日+小时+分钟”的形式进行命名，例如0123+111+09+20。同时还可以其他唯一形式进行命名，本发明实施例对此不作限制。

步骤204，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

由于无人机的电量影响，作业的过程可能需要无人机进行多架次的飞行，为保证在同一测绘计划中不会产生多个原始观测文件，因此在所述原始观测文件中实时记录所采集的GNSS原始观测数据。

步骤205，当所述无人机处于非首次作业状态时，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据；

在本发明可选实施例中，所述步骤205可以包括以下子步骤：

当所述无人机处于非首次作业状态时，检测所述观测文件夹中是否存在所述原始观测文件；

若所述观测文件夹中存在所述原始观测文件，则在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

在具体实现中，可能由于用户需要或者误操作导致观测文件夹丢失所述原始观测文件，因此在无人机处于非首次作业状态，也就是说无人机更换电池重新上电后，检测所述观测文件夹中是否存在所述原始观测文件；若是存在所述原始观测文件，则在所述无人机启动后，直接在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据，从而实现在同一个原始观测文件中记录同一测绘计划的多个架次的GNSS原始观测数据的技术目的。

进一步地，若所述观测文件夹中不存在所述原始观测文件，则按照当前时刻在所述观测文件夹中新建一个原始观测文件，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

在本发明实施例中，若观测文件夹中的原始观测文件丢失，则GNSS组件按照当前时刻在所述观测文件夹中再次创建原始观测文件，以便于记录无人机的GNSS原始观测数据。

步骤206，当所述无人机停止作业时，停止记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

在本发明的另一示例中，所述步骤206可以包括以下子步骤：

当所述无人机停止作业时，停止记录所述无人机的GNSS原始观测数据，并在所述无人机的GNSS原始观测数据的最后设置结束标记。

在具体实现中，若是无人机处于停止作业状态，例如无人机降落或者是由用户设定的停止作业状态，所述GNSS组件停止记录所述无人机的GNSS原始观测数据，而为了表征当前架次的结束，在停止记录所述无人机的GNSS原始观测数据之后，在所述GNSS原始观测数据的最后设置结束标记。

例如，在无人机首次作业之后降落进行更换电池，表明当前架次已经结束，在创建的原始观测文件中记录的GNSS原始观测数据最后设置结束标记；而当所述无人机更换电池重新启动后，进入到非首次作业状态，此时在上述创建的原始观测文件中继续记录新的架次的GNSS原始观测数据，当无人机再次降落后，在所记录的GNSS原始观测数据的最后设置结束标记。

值得一提的是，所述结束标记用于标识所述GNSS组件在所述无人机的当前架次的无人机的GNSS原始观测数据记录过程已结束，并用于区分所述无人机在不同架次记录的GNSS原始观测数据。

例如，结束标记可以包括数据头、标识符和数据校验位，所述数据头的类型可以为$PSIC，所述标识符的类型可以为MARK标识符，所述数据校验位的类型可以为CRC校验位，具体可以如下所示：

数据头

标识符

数据校验位

在本发明实施例中，通过无人机的GNSS组件与飞控组件通过串口连接，根据预置通信协议对无人机的反馈信号进行解析，以实时对无人机的作业状态进行监控；当所述无人机处于首次作业状态时，按照当前日期新建一个观测文件夹，在观测文件夹下按照当前时刻新建一个原始观测文件并在其中写入无人机的GNSS原始观测数据；若无人机处于非首次作业状态，为了保证数据的顺利写入，检测所述观测文件夹下是否存在原始观测文件，若有则直接在已创建的原始观测文件写入GNSS原始观测数据；若没有则新建一个原始观测文件重新写入GNSS原始观测数据；而当无人机处于停止作业状态时，则停止记录无人机的GNSS原始观测数据，并在GNSS原始观测数据的最后设置结束标记，以终止无人机在该架次的数据记录过程。从而解决现有技术中由于测绘型无人机每个更换电池生成多个原始观测数据文件，导致内业结算过程的数据处理效率较低和数据准确性降低的技术问题，在无人机多架次的数据记录过程中只创建一个原始观测文件，在内业结算过程中不需要对空文件或无效文件的存在进行检测，进一步提高内业结算过程的数据处理效率和数据准确性。

请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种无人机的GNSS原始观测数据记录装置的结构框图。

本发明实施例还提供了一种无人机的GNSS原始观测数据记录装置，应用于无人机的GNSS组件上，所述装置包括：

作业状态监控模块301，用于实时监控所述无人机的作业状态；

首次作业处理模块302，用于当所述无人机处于首次作业状态时，按照当前时刻新建一个原始观测文件，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据；

非首次作业处理模块303，用于当所述无人机处于非首次作业状态时，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据；

停止作业处理模块304，用于当所述无人机停止作业时，停止记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

可选地，所述无人机还包括飞控组件，所述GNSS组件与所述飞控组件通过串口连接；所述作业状态监控模块301包括：

反馈信号获取子模块，用于通过所述串口实时获取所述飞控组件响应于预置控制指令的反馈信号；

作业状态确定子模块，用于根据所述飞控组件的预置通信协议解析所述反馈信号，确定所述无人机的作业状态。

可选地，所述首次作业处理模块302包括：

观测文件夹创建子模块，用于当所述无人机处于首次作业状态时，按照当前日期新建观测文件夹；

原始观测文件新建子模块，用于在所述观测文件夹中按照当前时刻新建一个原始观测文件；

第一无人机的GNSS原始观测数据记录子模块，用于在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

可选地，所述非首次作业处理模块303包括：

原始观测文件检测子模块，用于当所述无人机处于非首次作业状态时，检测所述观测文件夹中是否存在所述原始观测文件；

第二无人机的GNSS原始观测数据记录子模块，用于若所述观测文件夹中存在所述原始观测文件，则在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

可选地，所述非首次作业处理模块303还包括：

第三无人机的GNSS原始观测数据记录子模块，若所述观测文件夹中不存在所述原始观测文件，则按照当前时刻在所述观测文件夹中新建一个原始观测文件，在所述原始观测文件中记录所述无人机的GNSS原始观测数据。

可选地，所述停止作业处理模块304包括：

GNSS原始观测数据停止记录子模块，用于当所述无人机停止作业时，停止记录所述无人机的GNSS原始观测数据，并在所述无人机的GNSS原始观测数据的最后设置结束标记；

所述结束标记用于标识所述GNSS组件在所述无人机的当前架次的无人机的GNSS原始观测数据记录过程已结束，并用于区分所述无人机在不同架次记录的GNSS原始观测数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。