激光干涉测量三维点坐标的PDOP模型研究和应用

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。     

基于VB平台桥网间接平差的设计与实现

本文采用间接平差方法,利用VB语言,结合高校教学项目,设计编程了一套基于VB平台的间接平差方法软件,运行解算桥网未知控制点的坐标平差值及高程平差值,并解算其点位精度。结果表明,点位精度不超过3 mm,误差改正数不超过2 mm,解算精度较高,符合要求。由此说明了利用间接平差方法解算桥网的正确性及可行性,并将其运用到高校平差解算其他平面控制网。     

线状工程测量控制网起算点精度对基线解算的影响研究

针对长距离大型线状工程控制网使用的起算点坐标精度对基线解算结果的影响问题,本文以康定至泸定境内500 KV输变电工程测量控制网作为研究对象,用试验的方法讨论了起算点坐标含有2 cm、10 cm、20 cm、2 m误差时对控制网基线解算的影响。结果表明:当起算点坐标误差控制在10 cm范围内时,线状控制网GAMIT基线解算结果精度较高、结果较为可靠;当起算点初始坐标精度低至20 cm时,GAMIT软件解算的线状控制网基线在X、Y、Z 3个方向的分量可仍保持在mm级;但当起算点坐标误差达到2 m时,线状控制网GAMIT基线解算结果不再可靠,无法满足线状控制网高精度基线解算的要求。     

利用激光干涉测距三维网的加权秩亏自由网平差

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。     

L evenberg-M arquardt 算法在空间三维测边网中的应用

高精度三维坐标控制网是进行空间大尺寸精密坐标测量的基础,在对大尺寸机构和大型设备的安装、调试、监测过程中发挥着至关重要的作用。现阶段,激光测距的精度可达微米级,因此,利用激光测距可建立高精度的三维控制网。与边角网中点位精度受测角和测距精度两者的影响不同,三维测边网中点位精度仅受测距误差的影响。为了建立全局的精密三维控制网,文中基于激光测距建立了三维测边网整体平差模型,解算出测站点与定向点坐标,并利用Levenberg-Marquardt(LM)优化算法根据距离前方交会原理对三维网进行优化。经实验验证,优化算法提高了定向点的精度。     

沪通长江大桥钢桁梁拼装测量技术探讨

公路铁路两用桥大跨径钢桁梁采用桥位高强度螺栓动态拼接,精度要求达亚毫米级,是测量技术的难点。以沪通长江大桥跨横港沙112m简支梁和跨天生港336m钢拱桥钢桁梁拼装为背景,从施工测量控制网布设及改造、GNSS网基线解算、工厂制造精度管理、高墩变形应对措施、TS30全站仪三维坐标法精度分析等方面,探讨了复杂施工条件下大跨径钢桁梁拼装测量技术。结果表明,控制网投影变形小于1mm,结构变形后平面点位中误差为±0.9mm,高程点位中误差为±0.4mm。沪通长江大桥钢桁梁拼装测量技术合理可行,可供同类型桥梁借鉴。     

坐标转换及换带计算的研究与实验分析

针对工程测量中经常面临如何选择适合的控制网的中央子午线,如何实现新、旧控制网控制点坐标的统一,如何有效地克服长度变形等问题,阐述了不同坐标系之间的坐标成果转换和换代计算的方法,探讨了坐标转换基本模型的选用、转换参数的解算、转换计算的方法、转换计算中值得注意的问题,并根据坐标转换和换代计算公式,基于VB语言开发了坐标正反算程序、换代计算程序和简单梯形图幅编号查询程序,简要说明了这些程序的使用方法。并通过实例验证和分析了程序的精度和效率,结果证明程序设计正确,计算精度符合要求,达到了系统统一、简化施工、提高工作效率的目的。     

激光跟踪仪的高精度预准直方法和精度分析

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。     

一种顾及几何精度因子的GNSS控制网构型选站方法CSCD

在相对定位基线解算过程中,控制网约束点坐标位置的选取对数据解算精度有一定的影响.讨论了顾及最小几何精度因子(GDOP)值控制网构型选站方法,对全球MGEX(Multi-GNSS Experiment)测站进行6个约束点基准站的选择,利用北斗二号/北斗三号(BDS2/BDS-3)的实测数据,对全球18个连续监测评估系统(iGMAS)观测站的站坐标进行解算,并与全球格网化随机选站法选站结果的解算精度进行对比.实验结果表明:相较于格网化随机选站法,采用顾及GDOP值选站法进行相对定位基线解算时,6000 km以上的基线长度标准差值能够提高约7 mm;长基线在东(E)、北(N)、天顶(U)三方向的标准差值精度提升约5 mm;待定点的点位精度能够提升约40%.可以看出采用GDOP法选站可以提高BDS-2/BDS-3相对定位解算精度.     

基于稳健估计的高精度坐标转换参数解算方法

GPS控制网成果转换时解算坐标系统转换参数的方法易受到公共点双重坐标精度的影响。文中探讨一种基于稳健估计理论的解算高精度坐标转换参数的方法,算例分析表明该方法实用、有效,在实际工作中应用是可行的。     

自动推算室内接入点坐标算法

随着基于位置服务的应用与发展,室外和室内定位技术都得到了飞速发展。特别是在WiFi定位技术的不断完善下,室内定位技术有了广泛的应用,但是,WiFi定位技术的两种定位方式均需预先知道室内网络接入点的精确坐标,这一要求无法满足一些紧急情况下的定位需求。因此,本文提出了一种基于M估计的自动推算室内接入点坐标算法。该算法借助在室内外交界处同时获取卫星定位信息和WiFi信号的RSSI信息,巧用分段RSSI测距算法提高长距离RSSI测距精度,结合残差绝对和最小的M估计改进距离交会定位算法,最终推算出室内接入点的三维坐标,实现自动化推算过程。试验结果表明：该方法的定位精度比常规距离交会最小二乘算法提高了50%,能够快速实时较精确地推算室内接入点的坐标,进一步完善了WiFi定位技术。     

利用联测IGS跟踪站方法提高GPS控制网起算数据精度

详细讨论了利用联测IGS跟踪站提高GPS区域控制网起算数据精度的方法,并介绍了将区域控制网框架和国际地球参考框架ITRF2000相连的方法,探讨了联测IGS跟踪站时应注意的事项,并根据实例对采用联测IGS跟踪站后对GPS网起算点的精度影响进行分析.     

一种结合已有DOM和DEM的高精度自动刺像控点方法

针对基础地理数据更新需求，为了免去外业布设控制点，减少内业刺点工作量，提高控制点精度、密度，提出了一种基于已有DOM和DEM数据，利用IPS软件和辅助软件，实现高精度自动刺像控点的方法。将已有DOM根据具体匹配需求裁切，裁切后的DOM和像片同时加载到IPS中进行同名像点匹配，根据DOM的地理参考、匹配点像平面坐标、TFW头文件及DEM共同解算出匹配点的物方坐标。通过平差探测和目视检查剔除错误点，改变匹配点属性为控制点，即完成了控制点刺入工作。之后可在IPS中继续完成空三处理、地理信息产品制作等，也可导出、转换为其他软件的文件格式，供后续处理使用。     

全国天文大地网与空间大地网联合平差

天文大地网与空间大地网联合平差,对于检核、控制与加强天文大地网以及建立与扩展地心坐标系,都具有重要意义,全国天文大地网与全国ＧＰＳ大地网联合平差（Ｉ期）于１９９８年初完成,本文报告平差采用的原则和模型,并提出平差结果,通过联合平差,消除了天文大地网尺度的系统偏差,减弱了它的局部变形,改善了它的整体精度,更重要的是建立了由近５万个大地点坐标体现的地心参考系,其地心坐标的水平分量精度好于０．５ｍ。     

高铁单点交错轨道平面和高程控制网测设新方法研究

为提高高速铁路轨道控制网(CPⅢ)建网及复测的效率,提出单点交错形式三维CPⅢ控制网测设新方法。该方法采用单点交错的布点方式,较点对形式的CPⅢ控制网CPⅢ控制点数量减半;该方法采用全站仪一次测量同时构建CPⅢ平面网和CPⅢ三角高程网,测量效率显著提高。为验证该方法的精度及可行性,对某段高速铁路CPⅢ控制网实测数据进行计算实验。结果表明,该方法求得的坐标与传统点对形式的CPⅢ控制点坐标的较差落入[-1 mm,1 mm]区间的概率为98.9%,求得的高程与矩形法水准高程的较差落入[-3 mm,3 mm]区间的概率为97%,说明按照本文方法构建的CPⅢ平面网及CPⅢ三角高程网,均满足高铁CPⅢ控制网的精度要求。     

跨海桥梁GPS高程拟合方法

针对跨海桥梁高程基准传递的技术难题,该文阐述了GPS高程拟合的基本原理,分析了高程拟合中的几个关键技术问题,总结出了GPS高程拟合的技术要点及提高拟合精度的措施。提出了基于二次多项式曲面的跨海桥梁工程GPS高程拟合方法,利用港珠澳大桥工程区域内的21个高精度GPS水准点建立二次多项式曲面拟合模型,并用另外7个点进行检核。结果显示:模型的内符合精度为±8.7mm,外符合精度为±12.4mm,2个海中测量平台控制点的拟合高程达到二等水准测量精度要求。     

高分辨率航带影像像控点的布设和基准约束测量

推扫式航摄仪所获取的带状影像,其每个像素都具有比较准确的WGS-84坐标。带状影像模型自成刚体,具有很强的稳定性,但其区域网模型精度在高程方面偏弱。受其自身航带影像模型刚性和区域网弱高程模型精度的影响,其像控点布设有其自身的特殊性。在获取具有多重空间基准约束的像控点的过程中,当在像控区域中有CORS基站、GPS控制网、水准控制网等多个空间基准类型可以利用时,可利用IGS站点和EGM2008数据快速验证这些基准的应用有效性,避免已有空间基准的潜在问题,这是保证像控点快速和精确获取的关键。     

高速滑轨控制测量网的建立及精度评估

针对火箭滑橇轨道准直度精密测量任务,该文分析了工程建设初期利用传统控制网布设方案存在的缺陷与不足,并提出了三级轨道控制网设计思想。首先选择高精度的一级控制网点,然后将控制网由原来的直线等距布设调整为面域均匀布设,最后将控制网布设方式由直线布设调整为东西对称布设,建立了高速轨道平面控制网的精度估算模型,分析了优化控制网的网点精度。结果表明:改进布网方式能够较好地实现对横、纵两个方向的精度控制。