激光跟踪仪动态精度评定方法研究

激光跟踪仪采用激光干涉测距和动态度盘测角,单次测量时间为1/3000 s,可对空间运动目标进行跟踪并测量其空间三维坐标,具有测量速度快、测量精度高、测量范围广等优点。本文在对激光跟踪仪动态跟踪原理及检校方法进行理论分析的基础上,依据激光跟踪三维坐标测量系统校准规范,利用最小二乘原理对空间所形成的圆平面进行了拟合解算,采用统计分析的方法对激光跟踪仪的动态精度评定进行了比较深入的研究;以Leica AT901-B激光跟踪仪为例,借助球杆装置,对激光跟踪仪的动态性能进行了测试。     

非定值角光学倍增干涉测角方法

本文提出了以非定值角倍增法进行小角度干涉测量的方法,推导出了非定值角激光干涉测角公式及有关的理论公式。依照该方法拟定了以光、机、电、算为核心的激光干涉小角度测量方案,并建立了一整套包括小角度旋转平台、测量干涉条纹宽度的光栅测量系统以及用微型计算机自动处理测量结果的小角度激光干涉测量装置。最后证明了理论结果与实验数据是相符合的,其测角可重复性误差小于0.″03。     

一种高精度超大仪器高的测量方案设计

针对中国散裂中子源（CSNS）隧道内装置区永久点采用常规GPS三脚架观测模式中对中整平和仪器高量取精度差等问题,提出了一种高精度的仪器对中和超大仪器高的测量方案。该方案设计可微调的屋顶支架、目标半球垂准镜,实现了仪器的稳固安置和精确对中;改造GPS天线头支架适于放置目标球,以便采用激光跟踪仪获取高精度的超大仪器高;最后通过激光跟踪仪对隧道内6个装置区永久点重复两次测量,并与钢尺测量结果进行比较。结果表明,该方案可实现高30 m内仪器0.5 mm的对中精度和0.2 mm的量高精度,避免了卷尺测量尺长受拉伸影响的缺点,有效解决了CSNS装置永久点的精密对中和超大仪器高的获取,也为同类点位的对中和仪器高测量提供了借鉴和参考。     

激光跟踪仪结合全站仪的三维控制网测量及其精度分析

激光跟踪仪测角精度较低,不适宜单独实施三维控制网测量。针对这种现状,本文从理论上分析了激光跟踪仪结合全站仪进行三维控制网测量的合理性,并在上海软X射线FEL装置安装三维控制网测量中对这一方法进行验证。实验结果表明,本文采用的方法具有较高的精度和效率,控制网总体网点误差0.03mm,平均网点误差0.02mm,X、Z轴中误差均0.09mm,满足上海软X射线FEL装置精密安装要求。同时,该法弥补了激光跟踪仪测角精度不高的缺陷,因此不失为一种提高三维控制网精度的有效方法,也为类似控制测量的施展提供了一个新的技术视点。     

一种无像控点近景摄影测量方法

针对近景摄影测量需要布设一定数量控制点才能解算待测点物方坐标的问题,设计了一种组合装置以实现无像控点近景摄影测量。该组合装置由3台点位测量装置和1台数码相机组成。试验结果表明,在仅使用左右两张相片进行前方交会的情况下,该组合装置的点位测量精度可达到1～2 cm,且结果稳定可靠,该组合装置有良好的应用前景。     

基于Unity 3D的虚拟测量实验系统

为改善测绘学科实验教学硬件制约、时空限制的现状,降低训练作业成本,本文提出了一种基于Unity 3D游戏引擎的虚拟测量实验系统设计思路。在虚拟系统中,全面实现了设备虚拟、操作虚拟,数据虚拟,可操作全站仪、激光扫描仪等虚拟测量设备完成高真实度的导线测量、碎部测量、三维激光点云扫描等多种测量试验,并得到虚拟场景中的测量结果反馈,用于模拟真实的测量数据计算或后处理。该系统的使用,可填补目前测量试验自学方式的空白,为测绘学科实验教学提供新的开展模式。     

精密工程测量中强制归心装置的制作

强制归心装置在精密工程测量中被广泛应用,但在实际工作中对该装置的设计和制作无资料可查,给工程测量带来很大不便。给出该装置的全套设计图纸,并详细叙述归心装置的制作方法,据此可在施工现场就近加工制作。     

关于新一代激光雷达系统

激光雷达系统配备有当今世界上最高分辨率的彩色数码相机和多光谱航拍相机。它同时集常用测量装置和全球定位装置于一身 ,当飞机机载该装置飞越地球表面时 ,它们能在获取所需图像及数据的同时 ,计算出传感器的精确位置和取向 ,给出数字高程图 (DEM)及全数码彩色影像。数码相机的底部配备着一个超大像幅的CCD传感器。该激光雷达系统还配置有一个高分辨率多光谱成形相机 ,因此多谱段像素直接与XYZ坐标值相对应 ,得以自动清晰地区分道路、建筑、树林、河流和其他地貌     

重载铁路检测装备中三维与二维激光扫描仪检校方法

重载铁路的线路运输量大、承受载荷大、线路磨损劣化快,为保障运输安全,需要高频次、常态化地对线路进行静态检查和测量。基于轨道的移动三维激光系统可快速扫描、高效获取铁路通道三维实况,是一种新型的重载铁路基础设施测量检测的手段,但受限于三维激光数据精度低、无法满足对轨道轮廓进行精准测量,本文设计了一种集成三维相位式激光扫描仪和二维线激光扫描仪的重载铁路检测装备,提出了三维与二维激光扫描仪的检校方法。试验结果表明,该方法可实现三维激光数据与二维线激光数据优于2 mm的精准融合,为后续基于毫米高精度三维激光的铁路基础设施一体化综合测量与分析奠定了良好的数据基础。     

北京同步辐射装置准直测量控制网的设计与优化

在北京同步辐射装置升级改造中,为提高元件的安装精度,同时兼顾未来新增光束线的建设需要,在实验大厅建立了准直测量控制网,作为设备定位、调校、安装和变形监测等工作的基础。本文重点介绍该控制网的设计、优化与观测结果分析,特别阐述了激光精密测量技术的应用,以及对点位密度、测量精度及可靠性的控制。     

激光荧光遥感系统在地物识别上的应用研究

应用我国自行研制组装的激光荧光遥感系统,测试了包括岩石、土壤、植物、水体以及人工建筑材料在内的各种样品的激光诱导荧光光谱。研究结果表明,应用地物荧光峰的位置、强度及它们的组合指标,不仅能区分上述各基本类型的地物,而且还能往下级单元续分。还表明,激光荧光遥感系统具有相当广泛的应用前景,在某些方面可望超过当前常用的、以反射光谱为基础的被动式遥感。     

植物在不同形态和不同状态下的荧光光谱特征研究

本文从光合作用的角度出发,讨论了植物叶片在不同形态、不同状态下的荧光光谱特征以及它们对荧光光谱的影响。文章涉及了以下几方面的内容:(1)植物在离体形态和活体形态下的荧光光谱特征;(2)叶片正面与反面的荧光光谱特征;(3)植物不同器官对荧光光谱的影响;(4)叶片放置时间对荧光光谱的影响;(5)叶片经不同处理时对荧光光谱的影响等。其目的是为激光荧光技术用于植被遥感的实施提供基础数据。     

激光荧光技术用于地物遥感的可能性研究

本文从植被、土壤的荧光光谱特征和系统的信噪比等出发.分析讨论了激光荧光技术用于地物遥感的可能性。     

不同施肥条件下玉米的荧光光谱特征及其在遥感中应用的可能性

在田间栽种玉米,并按氮、磷肥的不同施用量分为10种情况处理。在不同生长期进行了生长形态指标测量和活体叶片的荧光光谱与激光诱导荧光光谱测量,并测试了叶片浸出液的荧光光谱。结果表明,不同的施肥条件.不仅使玉米在长势上有所反映,而且还会引起光合作用效率和叶绿素含量等的变化,因而导致了玉米叶片荧光光谱的变化。利用440,550,685nm等处的荧光强度可探测玉米的养分供应状况,当利用它们的比值时,表征更为明显。这就为遥感监测玉米的长势和估产提供了新的途径和可靠依据。从玉米的需肥情况、农时、荧光光谱的差异性以及遥感的可行性来看,在拔节期是遥感监测的最佳时期。     

关于植被激光荧光遥感的若干基本问题

本文较系统地论述了应用激光荧光技术进行植被遥感的若干基本向题。其中包括原理、荧光探测的植物生理学基础、植物荧光光谱特征的意义及激光诱导荧光遥感方法的应用前景等。     

土壤激光诱导荧光遥感研究初探

对我国不同土壤的激光诱导荧光光谱的研究表明,在可见光波段的荧光峰一般在450nm左右,其相对荧光强度与土壤有机质含量、粘粒含量、水分含量以及土壤的化学组成密切相关。还表明.测试环境的差异,并不改变土壤的荧光光谱特征,仅影响它的相对荧光强度;不同的植被覆盖度会明显引起土壤荧光光谱的相应变化。这些结果展示出了激光荧光遥感技术应用于土壤类型和某些性状探测的可能性。应用红光波段是识别植被和土壤的最佳荧光波段。     

利用夫琅和费暗线探测自然光条件下的植被光合作用荧光研究

自然光照条件下测定的植被反射的辐照度光谱既包括太阳光诱导荧光的发射光谱，又包括叶片对入射光的反射光谱，研究如何从冠层光谱中提取荧光光谱有十分重要的应用价值。首先，论文介绍了夫琅和费暗线探测自然光条件下的光合作用荧光的基本原理和方法。其次，将太阳大气的夫琅和费暗线拓展到地球大气，发现地物光谱仪测定的冠层辐照度光谱中688nm和760nm两个氧气吸收形成的夫琅和费暗线特征明显，且荧光较强，所以利用这两个波段的夫琅和费暗线可以探测自然光条件下的光合作用荧光。第三，研究并分析了夫琅和费暗线方法计算的688nm和760nm波段的荧光特性，结果表明该方法计算的荧光是可靠的，它与光合有效辐射（PAR）关系密切，复相关系数达到了0．9；冬小麦冠层荧光光谱在760nm和688nm波段的荧光大小基本相等，而地锦冠层荧光光谱在688nm波段的荧光强度是760nm的3倍左右，表明荧光光谱能够更加敏感地反映植被物种或生理生化状况的差别。最后，将夫琅和费暗线方法计算的688nm和760nm波段的荧光数据与激光脉冲调制荧光仪测定Fv／Fm荧光参数进行了统计分析，结果表明它与Fv／Fm存在极显著的负相关关系。所以利用夫琅和费暗线方法能够探测植被冠层荧光，并有可能替代传统的测定方法，并推广到航空航天平台，实现荧光探测从接触式点测量方式到航空或卫星遥感大面积监测的技术飞越。     

植被冠层日光诱导叶绿素荧光塔基自动观测方法及系统介绍

植物光合作用所提供的物质和能量是人类赖以生存的关键因素,而日光诱导叶绿素荧光SIF (SunInduced chlorophyll Fluorescence)是植物光合作用的副产品,与光合作用关系密切,深入研究SIF将对于更加深入理解光合作用机制有着重要的意义。目前,近地面植被冠层SIF遥感观测发展迅速,但不同SIF观测系统间差异较大。本文通过比较分析不同塔基SIF观测系统及其特征,归纳了塔基SIF观测方式和方法,提出了塔基SIF观测技术规范。塔基SIF观测主要有两台光谱仪和一台光谱仪结合光路切换开关的观测方法,可以采取双半球和半球—锥体两种观测方式。SIFprism系统是一种新的基于光学棱镜的SIF自动观测系统,本文介绍了SIFprism系统软硬件组成和光谱数据采集流程,并以SIFprism系统为例阐述了塔基观测系统光谱数据处理流程,分析了SIF反演过程可能存在的不确定性,最后对近地面SIF观测进行了展望。     

不同植物的激光诱导荧光光谱特征及其在遥感上的意义

用337nm氮分子激光照射不同种类的植物,可以得到每一种类植物的激光诱导荧光特征光谱。利用峰的波长,荧光强度的差异可以将木本阔叶树、针叶树,草本双子叶及单子叶植物加以区分。685与740以及440与550nm的荧光强度比值均可以作为植物区分的两种参数。用激光诱导荧光技术监测植物要选择合适的生长期和季节,单子叶植物应选拔节期,双子叶植物应选营养生长期,而木本植物则应选在春末夏初。研究表明,激光诱导荧光遥感技术对植物鉴别与分类以及植物的长势监测具有极其重要的意义和应用前景。     

基于激光跟踪仪的传感器坐标标定应用研究

传感器空间位置标定是测量系统集成与安装的关键技术之一。根据激光跟踪仪的特点与优势,探讨了激光跟踪仪应用于移动测量多传感器坐标转换关系标定的可行性与适用性;重点探索了基于激光跟踪仪的传感器标定测量与数据处理方法,并分析了标定误差及其影响因素。针对船载多波束单体标定需求,基于Leica AT930型激光跟踪仪和经纬仪工业测量系统展开对比分析和标定对比实验,从而证明了采用接触测量为手段的激光跟踪仪能满足部分传感器标定任务需求,能极大提升便捷性与标定效率。