一种全站仪不整平后方交会测量数据处理模型研究

全站仪设站测量的人工整平是目前既有线铁路天窗期外业轨道测量效率高低的重要影响因素。为了实现全站仪的不整平后方交会测量,本文首先提出了基于斜距观测值的三维后方交会测量平差模型,经过实验验证发现,基于单一斜距观测值的后方交会测量平差模型存在一定缺陷。之后对上述平差模型进行了两种不同方法的改进,分别是基于斜距观测值的后方交会测量迭代平差和斜距观测值与竖盘读数观测值逐次平差。经实验数据验证与分析,改进后的两种平差模型均可以计算出较为可靠的后方交会点三维坐标与设站精度,说明改进模型具有可行性,同时提出了该方向需要继续深入研究的问题。     

客运专线无碴轨道精密定轨测量方法及精度分析

客运专线无碴轨道精密定轨测量采用智能型全站仪,并在全站仪中加载专用的数据采集软件,完成数据的自动采集、自动记录和自动检核等任务.测量结束后,通过专用的数据处理软件进行数据的平差处理及其精度分析.文中以客运专线无碴轨道CPIII后方交会控制网为基础,对全站仪自由重叠设站的精密定轨测量技术进行理论研究和误差分析,对小车棱镜点测量方法和测量精度进行分析.     

三角高程网严密平差全新方法的研究

传统三角高程网平差方法是利用原始观测值(包括天顶距和斜距)计算出高程控制点间的高差和平距,再将高差作为观测值开列误差方程,并以平距来定权进行平差。传统三角高程网平差方法可得到点的高程平差值及其中误差,但不能对原始观测值进行精度评定。鉴于以上不足,本文提出了对天顶距和斜距开列误差方程、能够对原始观测值进行精度评定的三角高程网严密平差全新方法,推导了新方法的数学模型和定权方法,并进行了三角高程网的测量与计算试验;通过理论研究和对比分析,验证了新方法的合理性和正确性。     

顾及对中误差影响的洞内导线网精度仿真计算方法研究

各种形式的导线网是长大隧道洞内平面控制测量的主要方法,但是导线测量精度不可避免地会受到全站仪和棱镜对中误差的影响.以往的洞内导线网精度仿真计算均无法顾及对中误差的影响,本文提出通过在测站和棱镜点设计坐标中添加可控随机误差的方式,实现顾及测站点和棱镜点对中误差影响的洞内导线网精度仿真计算.通过对含有对中误差的导线网仿真观测数据的平差计算,验证了本文添加对中误差方法的正确性,说明了对中误差对于导线网精度仿真计算的重要性.本文介绍的方法,可用于长大隧道洞内平面控制网精度设计和横向贯通误差预计,是一种洞内导线网精度仿真计算技术的创新方法,值得在工程实际应用中推广.本文的仿真计算结果还表明,可以通过缩短洞内导线网点对间的横向距离减弱旁折光的影响.     

全站仪自由设站法在地籍图修测中的应用与分析

根据大比例尺地形图的特点和测绘要求,提出全站仪自由设站法测量更新城市地形图。在介绍自由设站基本原理和坐标求解过程的基础上,推导了交会点坐标的严密平差计算公式,并得出交会点和测设点的精度估计方法,分析影响设站点精度的因素。阐述了地籍图测量中无图根控制点条件下,自由法是应用于修测的一种实用而可靠的方法。     

基于全站仪工程控制测量的三维间接平差法

目前,利用高精度全站仪三维坐标测量功能建立三维工程控制网已成为一种趋势。针对这一问题的观测数据处理,提出了一种考虑平面观测数据和高程观测数据二者间整体性的三维间接平差方法,详细推导了水平角误差方程,天项距误差方程,斜距误差方程等关键步骤,较之已有的方法,严密性和实用性更强,具有一定的参考价值。     

地物点测量精度的自评定方法研究

本文以地物特征点之间的几何条件建立条件方程,通过平差计算得到地物点测量的精度,由于不同于传统的地物点高精评定方法(对已测完的地物,再架设仪器测量特征点,用两次结果的差值评定地物点精度),故称为地物点测量精度的自评定法。其特点:一是通过平差计算可得到地物特征点测定中误差、地物面积的中误差和面积相对中误差;二是使基础地理数据有很好的几何上的一致性;三是绘图和精度同步,即当用平差后坐标绘图的同时,便知道其点位精度和面积精度。通过全站仪对直角楼房测量实验证明本文方法是可行的。     

用三联全站仪法建立高精度三维导线

为了满足地下工程中精密坐标传递的需求,设计了一种高精度三维导线测量及数据处理方法。受三联脚架法的启发,提出了利用三联全站仪法构建精密三维导线的思路。利用U型卡扣将球棱镜靶座固联到全站仪提手上,标定出球棱镜中心与仪器中心的空间关系,据此改化观测值;以仪器中心之间的连线构成三维导线,避免了人工测量仪器高和棱镜高带来的误差。设计了一种实用的铅垂线不平行性改正模型,利用Helmert方差分量估计合理确定了多类观测值的权,使三维导线平差过程更为严密。以某隧道工程测量为实例,利用三联全站仪法建立了由15条导线边构成的三维闭合导线。与传统三维导线平差结果相比,经铅垂线不平行性改正和方差分量估计后,单位权中误差明显减小,导线点坐标精度明显提高,精度优于±0.5 mm;用数字工业摄影测量系统进行验证,点位外符合精度达±0.32 mm。通过采取各项有效技术措施,所提方法经受了短边、大垂直角等严峻条件的考验,有推广应用价值。     

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。     

Helmert空间自由设站在高铁轨道基准点测定中的应用

针对高速铁路轨道基准点测量工作中的自由设站问题,提出了一种利用方差分量估计理论高精度解算空间自由设站三维坐标的方法;推导了基于Helmert的全站仪自由设站三维间接平差模型以及线性化误差方程的严密公式,将其应用于高速铁路轨道基准点的测定,并详细介绍了工作流程。通过计算与分析发现,基于Helmert的自由设站三维间接平差模型是正确的,将其应用于高速铁路轨道基准点的测定工作是可行的。     

基于三维平差的基坑监测数据处理方法探讨

在基坑监测自由测站边角交会构网监测方法的基础上,提出基于全站仪观测数据的三维平差数据处理方法。通过结合工程实例,对监测数据进行精度分析,并比较三维平差与传统平差方法的计算结果,验证文中方法可满足二级基坑的监测精度要求,能准确、高效地监测基坑形变。     

轨道控制网平面网复测精度指标合理性探讨

轨道控制网(CPIII)是高速铁路无砟轨道铺设以及运营维护阶段的控制基准,高速铁路工程测量规范中关于CPIII平面网复测的精度指标是根据武广线的测量数据进行统计给出的,没有经过严密的理论推导。鉴于以上不足,对CPIII平面网复测精度指标进行了理论推导与研究,得出高铁规范中CPIII平面点复测与原测坐标较差,CPIII平面相邻点的复测与原测坐标增量较差两项指标的限差,这对评定CPIII控制点的稳定性、可靠性以及后续的施工和维护具有重要意义。     

方向观测后方交会的点位精度

以虚拟误差方程,经严密推证,给出了以方向作为独立观测值的后方交会点位精度估算公式。以大桥施工控制网为例,介绍了３个方向与４个方向后方交会的精度状况及其应用。     

后方交会的精度估计和设计

本文从角度观测方程出发，推导了一个简单、实用的后方交会占位精度计算公式，通过分析交会点的误差椭圆提出，适当加测后方交会方向中的某些光电测距边，可以明显地改善位于危险圆附近的后方交会点观测方程系数矩阵的条件数，提高交会点的点位精度．     

后方交会的严密平差方法

采用严密平差的方法获得比一般后方交会计算方法更为精确的未知点的坐标，同时能够进行验后方差估计及可靠性分析。这是一般后方交会计算方法所不可能具备的。     

地图数字化中基于点位坐标的统一平差模型

探讨了地图数字化过程中采用平差方法来建立坐标计算的统一模型。将测得的角度、边长等数据化为方向、距离观测值列立误差方程，通过调用统一的平差迭代计算程序来计算未知点坐标及精度。详细给出了基于平差的11种常用坐标计算方法，并通过实例进行了说明。     

口后方交会的精度估计和设计

本文从角度观测方程出发，推导了一个简单、实用的后方交会点位精度计算公式，通过分析交会点的误差椭圆提出，适当加测的一方交会方向中的某些光电测距边，可以明显地改善位于危险圆附近的后方交会点观测方程系数矩阵的条件数，提高交会点的点位精度。     

天文大地网控制下的低等网点重新平差问题

本文就低等网点重新平差问题提出：1．应在建立天文大地网数据库系统的基础上进行平差；2．平差的基本原则是选用能保证必要精度的近似方法及设计程序必须强调自检功能等；3．精度估计的特殊要求是应顾及起算点误差的影响，尽可能多地进行精度估算，除估算点位误差外还应估算两点间的相对点位误差及边长、方位角误差等。     

罗德里格矩阵对自检校误差模型精度影响的研究

基于布尔莎空间坐标转换的自检校误差模型,旋转参数的线性化要顾及角度的象限问题,计算过程繁琐且计算量大,而罗德里格矩阵的应用能有效地提高自检校误差模型的效率和精度.本文对新自检校误差模型进行了详细推导,并提出了新模型有效性评定的方法.通过0.5″级全站仪和三维激光扫描仪同步采集数据,分别利用两种模型进行数据处理和对比,确定新自检校误差模型的实用性,验证了基于罗德里格矩阵的自检校误差模型的可行性.     

矿山相似模拟实验三维数字散斑方法

针对矿山相似模拟实验过程中自动化程度低、精度差等问题,应用摄影测量计算机视觉方法,基于三维散斑影像匹配对相似模型进行位移变化监测及应变分析.在相似模型上布设数字散斑,获取实验各个阶段散斑影像,通过影像序列、立体以对角匹配得到描述开挖前后模型变形的同名点三维坐标,进而由位移变化计算模型应变.通过由全站仪测得的三维点坐标与所给方法得到三维点坐标进行对比验证,结果表明:本文所给方法获得的三维点位与全站仪测得的三维点位最大偏差小于4 mm,满足矿山相似模拟实验要求.