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为了提高激光跟踪仪多站测量数据处理方法的整体误差控制能力,研究数据内部存在的约束条件,基于四元数坐标转换原理,结合激光跟踪仪测量场景与数据特性,提出一种附有几何自约束的激光跟踪仪四元数光束法平差方法。将四元数坐标转换引入常规激光跟踪仪光束法平差中,替换传统涉及三角函数的坐标转换方法,并结合各测站观测同名点组间的距离不变这一数据内部的几何约束条件,建立几何自约束方程作为限制条件进行附有限制条件的间接平差解算。在实测数据上与传统激光跟踪仪数据处理方法进行坐标差值比对,结果表明,相比常规光束法平差平面精度提高28%,高程精度处于同一水平,整体点位精度优于0.050 mm,整体误差控制较好,能够在一定程度上控制测量空间范围内的误差分布,为准直测量等激光跟踪仪测量应用场景提供数据处理与误差控制方法参考。 相似文献
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空间大尺寸机构的位置和姿态测量是诸多领域中不可或缺的必要环节。而传统的一维测量技术在精度、范围和速度上已经无法满足越来越高的需求,因此必须探索新的测量技术和方法。激光跟踪仪的单站坐标测量精度在局部范围内能够达到几十个微米量级,如果要在大尺度空间内同样实现该坐标测量精度,则需要建立全局的精密三维控制网。为了解算控制点全局坐标以及测站的位置和姿态参数,文中基于边角观测值和坐标转换模型建立了激光跟踪仪三维边角网整体平差模型。平差过程中,为了削弱激光跟踪仪测角误差的影响,建立了合理的角度和距离观测值权矩阵,为高精度距离观测值赋予较大的权值,从而对其进行约束。将该方法应用于宝钢不锈钢冷轧厂生产线的安装检测和轧辊轴线平行度测量,基于激光跟踪仪自由设站理论实现大尺寸精密三维控制网的建立,取得了良好效果。 相似文献
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激光跟踪仪在激光干涉测距模式下,其测距精度要远远高于测角精度,利用极坐标测量的空间点坐标精度主要受测角误差的影响,利用激光跟踪仪的高精度激光干涉测距值构成空间三维激光干涉测边网,消除测角误差对空间点位的影响,采用基于重心基准的加权秩亏网平差模型进行整网平差。定向点坐标近似值采用极坐标方法确定,测站中心坐标近似值采用距离后方交会解算,通过附加约束矩阵精密求解测站点和定向点的三维坐标值。实际计算结果表明,该模型在12m测量范围内将激光跟踪仪的点位精度由87μm(标称值)提高到了27μm。 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2021,(4)
新型粒子加速器对关键元件的准直测量精度要求越来越高,而现有测量仪器受自身技术发展的限制,难以在短时间内显著提高其单站测量精度,由此提出一种基于激光跟踪仪的三维测边网平差的预准直测量方法。通过布设多个测站,将定位点和测站点的坐标均作为未知参数进行平差解算,得到较高精度的定位点坐标。此外,通过比较分析不同测站数目下各定位点的解算精度,得到局部最优测站数。实验结果表明,三维测边网平差解算的定位点精度远高于同等观测条件下三维边角网平差解算的定位点精度。当采用22个测站时,各定位点的空间点位中误差的均值为8.9μm。根据4个定位点均要获得10μm以内的定位精度需求,综合考虑定位精度和工作效率两方面因素,判断布设12个测站能达到此要求。所提方法对实际工作中高精度的预准直测量和设备的安装定位具有一定的工程应用价值。 相似文献
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中国散裂中子源直线加速器控制网测量及精度研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对中国散裂中子源(CSNS)210 m长、6 m宽的大尺度直线隧道控制网,提出了具体观测方案,对观测仪器的选择、控制网布设、测量方式及数据处理进行了介绍;基于两类跟踪仪分两期测量,并采用相邻站拟合偏差、边角观测差对数据预处理和光束法平差进行了计算,对两型跟踪仪的测量精度及稳定性进行了比较。结果表明:1采用激光跟踪仪观测,相邻站拟合偏差值为0.05 mm左右,测距值不高于0.06 mm,水平和垂直向测角算术平均值在4″以内,且水平向测角精度比垂直向高1″左右;2对于狭长大尺度直线控制网,X向网形可靠,解算精度高,Y向网形易扭曲,解算精度下降;3Leica AT401型跟踪仪观测精度略高于FARO X1,但当隧道环境稳定之后,两种跟踪仪对于200 m左右的狭长直线网得到的平面方向坐标重复性均在0.5 mm之内。 相似文献
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激光跟踪仪采用激光干涉测距原理,其测距精度远远高于测角精度。利用激光跟踪仪的高精度激光干涉测距值,构成空间三维激光干涉测边网,可以消除测角误差对空间点位的影响,大幅度提高三维点坐标精度。由于激光干涉测距三维网存在数亏问题,且整网控制点的稳定性不同,因此采用秩亏自由网平差模型,分别以测站点和定向点为拟稳点对测量数据进行平差解算。平差结果表明,在拟稳点选择合理的情况下,空间点三维坐标平差值反算的距离与测量距离的差值优于±10μm;点位误差可以优于±20μm。 相似文献
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根据激光跟踪测量系统的特点,用一种评定激光跟踪仪现场测量误差的方法,即布设一个小型实验控制网,从各个测站对所有的固定目标点分别进行测量,对所测的数据进行光束法平差,然后对平差之后水平角、垂直角、斜距的残差进行统计计算,得出跟踪仪在现场的测量精度,这种方法把现场的测量环境,仪器的自身性能,操作人员的水平等因素包括在内。 相似文献
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激光干涉测量三维点坐标的PDOP模型研究和应用 总被引：2，自引：0，他引：2
激光跟踪仪的激光干涉测距精度可以达到0.5μm/m,利用激光干涉精密距离测量值可以建立高精度的三维控制网,点位误差受到测站点和定向点的空间几何分布影响。建立三维位置几何精度衰减因子模型,可以计算空间点的三维坐标测量精度随着空间位置的变化,估算激光干涉三维测距网的先验精度信息,避免不利测量位置,提高空间点测量精度。本文基于激光干涉三维测距网PDOP值计算模型,仿真计算了PDOP值的空间分布等值线模型,分析了体积值与PDOP值和点位误差的关系,并对实际算例进行了解算。 相似文献
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基于激光跟踪仪的三维控制网测量精度分析 总被引：5，自引：3，他引：2
介绍三维控制网的优点及激光跟踪仪测量系统的特点,讨论了光束法平差原理及不同观测值的权比问题,并以100MeV电子直线加速器安装测量控制网的模拟计算和实测结果,论证了利用激光跟踪仪进行三维控制网的精度。 相似文献
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地面激光扫描多站点云整体定向平差模型 总被引：1，自引：1，他引：0
为了一次性解算多站地面扫描点云坐标转换参数,将各站点云坐标转换成工程测量指定坐标,提出基于光束法区域网平差的数学模型。以扫描站射向标靶中心的光束为单元建立平差方程,并将基于罗德里格矩阵的坐标转换方程作为平差的基础方程;单光束列立附有未知数的条件方程,公共标靶上相交的光束列立附有限制条件的方程。根据观测值选择的不同,可将数学模型分为六种。以“假设指定坐标无误差,扫描坐标为有误差的观测值”的数学模型进行多站点云定向实验,结果表明其外部符合精度达到厘米级,精度明显高于独立模型法;扫描坐标经转换后,能满足1:500地形图测量精度。 相似文献
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电子经纬仪工业测量系统定向及坐标 总被引：6，自引：0，他引：6
对经纬仪工业测量系统建立坐标系和坐标解算的两种算法--测站3维网平差法和光束法平差法进行了研究.提出将精确整平仪器的3维网法作为是无需整平的光束法的一种特殊形式,对虚拟像坐标进行加权,用带约束条件的光束法模型来统一两种算法,最后经实验验证用光束法模型来统一是切实可行的. 相似文献
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在空间目标的六自由度精密测量中,激光跟踪仪测量技术与视觉测量技术的联合应用越来越多,为解决相机坐标系与激光跟踪仪位姿模型的标定问题,研究一种利用罗德里格矩阵标定相机坐标系与激光跟踪仪坐标系相对位姿的方法。首先,分别用激光跟踪仪与相机测量出公共靶点坐标和拍摄含有靶点的照片,再用标志中心提取算法和单张相片空间后方交会算法解算出靶点在相机坐标系下坐标,最后利用罗德里格矩阵进行坐标系转换,即可标定出相对位姿。实验结果表明:标定模型X轴平均误差和均方根误差分别为0.005 7mm和0.006 2mm;Y轴平均误差和均方根误差分别为0.003 2mm和0.003 5mm;模型的标定精度和稳定可靠程度基本满足测量需要。 相似文献
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随着全球卫星导航系统(GNSS)接收机、电子全站仪等测绘产品应用程度的提升,现代地理信息产业也不断发展壮大.基线检校场作为测绘仪器检定的重要标准之一,长期以来为社会各方面发展提供了重要的基础支撑.针对新建立的超短基线检校场,运用GAMIT/GLOBK软件进行了高精度数据处理.综合使用周边的国际GNSS服务站(IGS)站、陆态网(CMONOC)参考站,采用不同解算方案分别进行数据处理,并从标准均方根误差(NRMS)值、基线重复性、网平差后点位坐标稳健度等方面进行了对比分析.结果表明,本次超短基线场的建设符合规范和设计要求.对于类似的小范围测站网数据解算,采用分级两步法可以得到较高的解算精度,为超短基线场或者类似的区域测站网的高精度数据解算与分析提供了一些可借鉴的经验. 相似文献
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通过介绍光束法区域网平差的误差方程和法方程的建立,针对解算法方程的算法进行了对比分析。针对高斯牛顿法在解算非线性模型最小化中存在的问题,提出将LM算法应用于非线性模型的最小化解算,并通过算例验证了LM算法的优越性。为了提高区域网平差的效率和实用性,相对于传统LM算法解算的稠密性,提出了在LM算法中采用稀疏矩阵的方法来解算光束法区域网平差的法方程,验证了将LM算法应用于稀疏矩阵光束法区域网平差的可行性。 相似文献
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在测站较多的卫星定位大网解算时,一般采用非差单点定位的数据处理模式,利用测站单点定位结果得到基线,其网解的精度取决于单点定位的精度。为了快速、准确地得到高精度的网解定位结果,提出了一种卫星定位单点定位数据处理中测站间基线的解算方法。首先,形成测站非差定位的法方程,对选定基线的各非差法方程进行变换。然后,再将各基线对应测站的法方程进行组合,得到站间坐标差和模糊度的法方程。利用分步搜索的最小二乘降相关分解法进行整周模糊度固定,进而解算测站间的基线。通过实验数据验证,该方法可在非差单点定位数据处理中进行测站间基线的快速准确解算。 相似文献
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中国大陆构造环境监测网络由260个连续全球定位系统观测站点和2 000个不定期全球定位系统观测站点构成,一般采用GAMIT或Bernese高精度数据处理软件进行处理。由于GAMIT及Bernese软件对测站数处理能力的限制,必须对陆态网连续运行基准站进行分区解算。针对这一问题,为研究不同分区方案对陆态网解算精度的影响,该文基于全国55个陆态网络连续运行基准站数据,采用整网解算方案以及间距分区法和区域子网划分法分别进行解算,并以整网解算结果作为标准值,对比两种分区方案与整网解算方案的基线长度差及坐标差。结果表明,间距分区方案解算精度比区域子网划分方案精度高,可实现对陆态网分区的高精度解算。最后利用间距分区法对全国240个陆态网络连续运行基准站进行分区解算,得到了较高精度的解算结果。 相似文献
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李庆海 《武汉大学学报(信息科学版)》1985,(4)
对于测量中的问题,卡尔曼滤波法和逐次平差法是一致的。卫星多普勒半短弧法定位网是亏秩自由网,卫星位置初值的误差有正有负,无同向误差,用合极小法对此种网进行逐次平差的数学模型是可控的,可测的,其解是稳定的,即虽然各测站坐标的初值有较大的误差,但测站坐标的平差值收敛于其最优估值。 相似文献