无定向点优化布局的多边交会测量精度分析

多边交会系统利于提高激光跟踪仪坐标测量精度,但测量精度易受测站布局和系统参数标定精度的影响。引入球心拟合的无定向点系统参数标定法,避免传统系统参数标定精度受定向点分布的影响,根据无定向点系统参数标定模型推导出多边交会的最佳测站布局——直角正三棱锥,从而保证多边交会测量精度。仿真结果表明,在5 m范围内,球心拟合的无定向点系统参数标定中误差为0.006 4 mm,最佳测站布局下多边交会的点位中误差为0.005 mm。经标准尺长度测量验证和四面体标准器坐标测量验证,优化后多边交会的长度测量中误差为0.003 6 mm,坐标测量中误差为0.005 3 mm。在无定向点系统参数标定和直角三棱锥布局下,激光跟踪仪多边交会能够实现微米级三维坐标测量。     

三维边角前方交会在大坝防浪墙变形监测中的应用及精度分析

结合琅琊山电站大坝防浪墙变形监测项目,将三维边角前方交会应用于防浪墙变形监测中。通过对测量成果进行三维精度分析,其结果表明:采用本方法测得的成果达到了监测点平面精度、高程精度都小于±2 mm中误差的要求,验证了三维边角前方交会方法的可行性。为监测提供了一种合理而省时的观测方法,为今后大坝监测的研究应用提供了一定的借鉴。     

测量机器人动态测量技术及应用研究

研究测量机器人动态测量技术。在基于测量机器人软件内核开发的基础上,提取测量机器人毫秒级高精度的内部时间,使时间的分辨率由秒量级提高到毫秒量级;通过实验测试,给出单次测量时间和测量时滞的定量结果,使测量时刻的精度由1秒提高到几十毫秒;对影响动态测量精度的相关因素进行实验分析,为优化测量方案和提高动态测量精度提供重要参考依据。实践表明,基于测量机器人开发的动态测量系统,在50m尺度上,对2cm/s的低动态目标,可以实现±2mm精度的无接触精密动态测量。     

空间合作目标交会对接光学测量研究

随着人类探索太空活动的深入,空间交会对接技术(RVD)发挥着越来越重要的作用。本文在介绍国外交会对接测量技术最新研究现状的基础上,研究了交会对接光学成像测量系统的原理和测量算法,并分析了光学成像测量系统设计中的几个关键技术,其测量有效性和测量精度直接关系到交会对接任务的成功与否,最后讨论了未来交会对接技术的发展方向。     

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。     

OptiTrack系统点位测量的精度测试

OptiTrack系统用于工业测量前需要先对其测量精度进行测试。利用平面测量点对OptiTrack系统分别进行了内符合精度和外符合精度测试实验,实验结果表明在3m范围内,OptiTrack系统三维坐标重复测量精度优于0.04mm,点位测量的均方根误差优于0.2mm,可满足中等精度工业测量需求。使用控制变量法分析了帧率、曝光时间、灰度阈值、红外LED亮度四个系统参数的取值与OptiTrack系统测量精度的关系,得出了实验环境下四个参数对测量精度的影响规律。     

估算测边交会测量界址点精度的有关问题

本文分析了现有文献在估算测边交会测量界址点精度时存在的问题 ,给出了严密正确的考虑起算点误差的测边交会精度估算公式 ;据此分析了测边交会测量界址点的精度及发展层次问题 ,所得结论表明 ,测边交会用于界址点测量 ,具有作业方便 ,确保精度的特点 ,可广泛应用于城镇地籍测量中。     

相位量化误差对导航模拟信号伪距生成精度的影响分析

导航信号模拟源器是接收机性能验证的重要技术手段,目前的研究多关注于高动态场景实现和伪距误差分析,对于静态伪距和恒定多普勒等高精度测量场景中的伪距精度少有分析。本文针对高精度测试场景,分析了相位量化误差的产生原因,推导了由此引起的伪距误差公式并给出了仿真验证。分析和仿真结果表明：相位累加字量化误差影响伪距稳定度。进位相位截断误差引起的相位抖动影响伪距零值测量结果,两种误差均不可忽略。为高精度卫星导航信号模拟器的设计提供了理论依据。     

动态测量技术精度检测系统设计

随着动态测量技术的快速发展,对其精度鉴定的需求也愈发迫切。目前,对于动态测量技术的检测仍旧存在很多技术瓶颈,甚至对于一些中、高动态测量设备还无法提供有效的检测手段。本文中提出了一种基于旋转平台和光电传感器的动态检测原理、设计方案和检测流程,完成了原理样机的研制,并进行了大量的实验测试和验证。实验表明,对于0.88cm/s-3.54cm/s的低动态的全站仪动态跟踪测量,该系统可以实现0.4-0.6mm精度的检测,对于0.98cm/s-6.28m/s的中、低动态的GPS动态测量则能够实现3-10mm的检测精度。     

激光跟踪仪与球形反射器综合性能测试研究

激光跟踪仪进行测量的合作目标是球形反射器,比如角隅反射器、猫眼反射器、工具球反射器等。不同反射器的特性不同,主要表现在反射器大小、入射角范围、光学中心误差和球形度误差等。本文研究了激光跟踪仪与球形反射器测量精度的诸多影响因素,并以Leica AT901_B激光跟踪仪和CCR1.5″反射器为例,进行了反射器球形度精度测试、反射器入射角精度测试、系统精度稳定性测试、断光续接精度测试及动态测量点云离散度测试等实验。该系列实验验证了AT901_B和CCR1.5″系统测量的综合性能,具有较强的代表性,同时验证了以上测试方法的可行性。     

基于双相机的动态测量技术研究

针对振动条件下工件变形检测问题,介绍了一种利用固定基线双相机进行动态测量的方法,对其中涉及的关键技术进行了研究。利用10参数相机畸变模型补偿系统误差,其精度优于0.03像素。采用人工标志点作为测量点,利用数字图像处理技术提取像点坐标,并利用核线约束条件实现其自动匹配。通过空间前方交会计算测量点坐标,静态下重复测量精度优于0.06mm。实验证明,该方法能有效满足工业制造中的工件变形动态测量要求。     

Cyclone在数字校园三维激光点云数据预处理中的应用

为了高效获取精确的数字校园地形图的测量数据,通过Leica ScanStation P40对校园进行三维激光点云数据采集,并结合Cyclone中的去噪模型对点云数据进行去噪,利用“六自由度”方法和ID号对标靶进行拟合,在一定约束条件下完成点云数据的坐标匹配、拼接以及优化,得到统一坐标系下的点云数据。结果表明:优化后的点云数据精度可达到6 mm。可见处理后的点云数据能够满足数字校园地形图的高精度要求。     

单基站CORS-RTK在矿山沉降观测中的应用

单基站CORS-RTK相比于多基站CORS-RTK以及网络RTK有着自身独特的优势。文中结合淮南某矿区以地表移动变形为例,对单基站CORS系统测量数据进行处理,对坐标、处理后数据及中误差进行对比分析。结果表明,单基站CORS-RTK测量数据符合精度要求,对减少矿山沉降观测的工作量具有重要意义。      

经纬仪与视觉深度组合测量

组合测量是精密大尺寸测量的重要研究方向,提出一种经纬仪与视觉深度组合测量方法,对方法的原理以及其中的标定技术和高精度中心定位技术进行论述。精度验证实验表明,组合技术的定位测量精度优于0.05mm,准直精度优于2″,证明测量方法的正确性和可行性。     

全站仪地籍碎部测量中的错误分析与改正

目前全站仪在城镇地籍测量,尤其在地籍碎部测量中广泛应用。文中分析采用全站仪进行地籍碎部测量时不同作业状态下可能出错的情况,即定向时错误输入坐标或定向点位置错误、测量期间全站仪微动或换电池等。并揭示出现错误的根源、特征及相应检查方法,最后提出对全站仪地籍碎部测量中产生的错误进行改正的方法,并对其做了精度验证。     

融合InSAR和GA的开采沉陷预计参数反演模型研究

针对基于常规合成孔径雷达差分干涉测量（differential interferometry synthetic aperture radar,D-InSAR）技术成果无法反演全部概率积分参数问题,开展了融合D-InSAR和遗传算法（genetic algorithm,GA）的概率积分参数反演方法研究。①依据采动区D-InSAR视线（line of sight,LOS）方向变形为下沉和南北、东西方向水平移动沿LOS方向投影的关系,基于GA理论,首次构建了融合D-InSAR和GA的概率积分法预计全参数反演模型,并编制了求参软件。模拟实验结果表明,q、tanβ、b、θ的相对误差不超过6.7%,拐点偏移距S相对误差不超过20%（参数敏感度低,对求参整体效果影响小）;求参拟合下沉误差为-5.90~6.10 mm,拟合中误差约为±2.20 mm,整体求参效果较好。②利用融合D-InSAR和GA的概率积分法预计全参数反演模型,在一定的假设条件下,对2012年3月11日9310工作面开采沉陷的动态概率积分参数进行了求取,得到q=0.172,b=0.13,tanβ=2.08,θ=88°,S₁=-10 m,S₂=9 m,S₃=-85 m,S₄=30 m,拟合误差约为-35.00~45.00 mm,拟合中误差为±15.16 mm,并认为S₃=-85 m主要为9310工作面开采导致邻近9312采空区边界的悬臂梁或砌体梁失稳"活化"所致。     

机器人视觉实验所用格网板的无接触精密检测

取代传统的接触式一维测量方法,采用由两台TM5100A电子经纬仪构成的Axyz/MTM工业测量系统,对MOTOMAN-SV3XL型机器人视觉控制实验中所用的格网板进行了无接触式精密检测。由于采用联机测量模式,在测量现场即可实时获取检测点的三维坐标,并依赖于测量软件丰富的计算与分析功能,检测工作简便、准确而高效。检测结果表明,该系统在5m范围内的单点测量精度优于±0.1mm,完全满足高精度检测工作的要求。     

一种改进的宽巷引导整周模糊度固定算法

一般卫星导航接收机的伪距测量误差大于宽巷波长。根据宽巷引导模型,直接使用双差伪距取整固定双差宽巷整周模糊度有很大概率会产生一周固定错误。基于此,提出了一种改进的宽巷引导整周模糊度固定算法,针对宽巷整周模糊度一周固定错误进行探测和修复。利用整周模糊度为整数的特质构造理论探测量,并将该探测量与载噪比所确定的门限相比较,判断是否出现宽巷整周模糊度一周固定错误;利用双差整周模糊度自由度为3的特点,修复错误宽巷整周模糊度。对该算法在高斯噪声条件下的可行性进行了理论分析,结果表明正常载噪比的观测数据均可分辨出一周宽巷整周模糊度的估计错误。同时,分析了考虑多径等误差后该算法所能接受的载波相位最大误差。计算了不同伪距误差下宽巷整周模糊度一周固定错误出现的概率。使用GPS实测短基线数据对算法进行验证,该算法可将基于宽巷引导的整周模糊度固定算法的固定率从原来的只有不到1/3提升至接近100%。     

基于载波相位差分的多频多GNSS测速精度评估

基于载波相位历元间差分测速方法,建立了全球卫星导航系统（global navigation satellite system, GNSS）单点测速的数学模型,分析了其误差源,并结合实测数据对多GNSS系统各频点及其无电离层组合、不同系统组合的测速精度进行了对比分析。实验结果表明：不同系统不同频点的测速精度有所差异,BDS(BeiDou navigation satellite system)的B1I、B1C、B3I、B2a频点和Galileo(Galileo positioning system)的E1、E5a、E6、E5b、E5频点的测速精度相当,水平方向优于1.5 mm/s,高程方向优于3 mm/s;BDS的B2I和GPS的L1、L2、L5频点的测速精度相当,水平方向在1.5～2 mm/s,高程方向在3～4mm/s;GLONASS(globalnavigationsatellitesystem)的G1、G2频点测速精度最差,水平方向在3～4 mm/s,高程方向在5～5.5 mm/s;双频无电离层组合由于放大了观测值噪声,其测速精度低于单频。此外,多GNSS组合增加了可见卫星数,降低...