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。     

基于GNSS实时数据流的载波相位差分测速方法及精度评估

为了满足地质灾害实时高精度监测应用需求，对常规全球卫星导航系统(GNSS)载波相位差分测速事后处理软件进行改进，增加了实时数据流接收和实时解码国际海运事业无线电技术委员会(RTCM)的功能，实现了真正的GNSS载波相位差分测速.利用静态站和振动台模拟正弦波振动实验的GNSS数据，评估改进后GNSS实时测速程序的精度.静态模拟动态的测速精度误差均方根(RMS)优于5 mm/s；振动台动态实验解算结果与振动台输出真值的互差RMS为10.4 mm/s.说明本实验的实时GNSS测速程序在静态实时测速条件下的测速精度可达到mm/s级，在实时动态条件下测速精度仍能达到cm/s级.     

伪随机脉冲先验值对低轨卫星简化动力学定轨精度的影响

低轨卫星简化动力学定轨中引入伪随机脉冲可有效提高定轨精度,但伪随机脉冲先验值（时间间隔、先验标准差）会影响伪随机脉冲估值大小,进而影响定轨精度。基于GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment）卫星轨道分析伪随机脉冲先验值对单天解简化动力学定轨精度的影响,实验表明,时间间隔从240 min减至6 min,先验标准差从1×10-4mm/s增至1×10-1mm/s,伪随机脉冲总的估值大小由1×10-2mm/s增至1×101mm/s,定轨精度从几十cm提高到2 cm;当先验标准差大于1×10-1mm/s,继续增加先验标准差,伪随机脉冲估值不变,定轨精度不再提高。因此,对于单天解轨道,时间间隔减小至6 min,先验标准差增至1×10-1mm/s,伪随机脉冲估值增大,定轨精度提高;继续增大先验标准差,伪随机脉冲估值不变,定轨精度不再提高。利用不同高度的Swarm卫星验证了该结论的有效性。     

非组合与组合PPP模型比较及定位性能分析

使用2011-10-10全球随纬度均匀分布的10个IGS测站的观测数据,分别采用非组合、组合PPP(precise point positioning)模型进行定位解算,详细对比分析了两种PPP模型的静态和动态定位精度和收敛速度,以及ZPD估计精度。实验结果表明,两种PPP模型均可实现水平方向mm～cm级,高程1～3cm的静态定位精度;水平方向1～3cm,高程方向4cm左右的模拟动态定位精度,非组合L1和L2载波相位观测值残差只有传统模型中组合相位观测值残差的1/3～1/5,内符合精度更高。对于30s采样率的观测数据,组合PPP静态定位平均收敛时间为23min,动态为38min;非组合PPP静态定位平均收敛时间为29min,动态为71min,后者的收敛时间均普遍长于前者。在ZPD估计方面,两种模型的估计精度相当,均可达6mm左右。     

高精度工业测量模拟器交会动态测试技术研究

九自由度运动模拟器动态测试是交会对接中的一个关键技术,本文针对双相机高精度工业测量系统在模拟器动态测试应用中开展一定深度的研究,并通过交会对接视觉姿态检测软件进行了深入的实验和精度评定工作。实验证明,直线度误差为±0.37 mm,距离误差为±0.406 mm;点位精度优于1.200 mm,二者均具有测试速度快、测量精度高的优势,可以很好地满足交会对接动态测试技术中测量结果实时性的要求。     

北斗载波相位差分的高频测速

针对GNSS测速方法中,传统单站历元间伪距单点定位位置差分及原始多普勒观测实时估计载体速度精度较低的问题,该文通过GNSS模块输出的载波相位观测值,根据相位中心一阶差分导出多普勒观测值的方法、同时系统地分析参数估计中各项误差源的影响,最后通过多普勒测速原理实时估计载体的速度信息。实验结果表明,该文所采用的方法静态模式下精度可以达到1～2mm/s,动态情况下测速精度可以达到5cm/s,较好地满足了机械控制领域的测速需求。     

计算机串口记时延迟的测量与分析

动态测量中,需要记录观测量的观测时刻,时刻作为测量的基本观测量,需要较高的计时精度,通过串口利用计算机计时是一种便捷可行的方法,但串口的时延是必须要考虑的因素。本文介绍了计算机串口计时的原理及影响其时延的相关因素,阐述了进行时延测量的方法,并通过实验对影响串口时延的5种因素进行了相应的测试和分析,实验结果表明,通常情况下串口时延在毫秒级,通过提高计时程序优先级的方法可成功将时延减小至0.35m s以内;低动态条件下串口时延对动态测量的影响较小,在某些检测设备中甚至可以忽略。     

全站仪动态测量精度检测及时滞分析

在FAST工程测量关键技术中,全站仪动态测量技术是一种潜在的解决方案,通过自行设计的动态检测平台对全站仪动态测量精度进行检测和分析。简要介绍全站仪动态测量技术概况,叙述动态检测平台原理和设备组成以及利用检测平台完成全站仪相对位置和绝对位置动态测量的误差检测结果。通过对测量结果进行时滞改正,动态测量误差有了明显改善。     

GPS单点测速的误差分析及精度评伤

首先从理论和实测数据模拟两方面分析了sA取消后各类误差源对GPS测速的影响,推导并计算了GPs单点测速可能达到的精度水平.然后用静态数据模拟动态测速试验和实测动态数据测速与同步高精度惯导测速的动态试验进行验证.结果表明,采用栽波相位导出的多普勒观测值使用静态数据模拟动态测速,其精度可以达到mm/s级;用接收机输出的多普勒观测值进行测速时,其精度为cm/s级.在动态测速试验中,GPS单点测速方法(即多普勒观测值测速与导出多普勒观测值测速)间的符合精度达到cm/s级,与高精度的惯导测速结果的符合精度为dm/s级,而且和运动载体的动态条件(如加速度和加速度变化率的大小)具有很强的相关性.     

试评60分制圆分度光电检验仪的精度

本文试就研制单位多次对一块存档光栅度盘(64800线/φ300毫米)和一块存档光学度盘(720线/φ230毫米)检测的一万多数据中,整理分析出五种检测方法,进行了精度计算和比较。建议评价这一类型高精度检验仪,检测方法宜采用全组合比较法,从而计算仪器测量一次所取得检定值的测量中误差m仪为主精度指标,它的计算式为: m仪=±(m_γ~2+τ~2)~1/2 并以仪器测量一次观测值中误差m_γ为辅助精度指标,它的计算式为: m_γ=±([VV]/(s-1)(s-2))~1/2 以上两式中: τ为仪器标准器的直径全中误差: V为观测值的改正数: s为检测的直径数,本文例s为18。至于宜采用多少条直径为最有代表性,尚需进一步研究。     

非差PPP快速静态定位在物探测量中的应用

本文指出了采用GPS技术进行石油物探测量时存在的一些问题,提出了基于非差PPP快速静态定位方法,开发了相应的软件,并将其应用于物探测量,结果表明:当GPS接收机数据采样间隔设置为1s,整个观测时段不少于1h的前提下,在待测点上静态观测3s～5s的定位精度在平面方向优于5cm,解决了物探测量中作业范围大、精度要求高和无基站支持等困难地区的定位问题,对于探区物理点的实测工作具有积极意义。     

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...     

基于三维激光扫描技术的建筑外立面测绘方法

随着建筑外立面改造项目不断加速,外立面测绘工作逐渐增多。三维激光扫描技术以其高效、高精度的特点,成为一种便捷的测绘方式。对三维激光扫描技术的原理和用于建筑立面测绘的思路、流程和方法进行了研究和分析。对生产过程中涉及到资料的准备、控制网的建立、数据的采集、数据的处理、成果的检核和补测等工艺进行了详细分析。结合工程项目对三维激光扫描技术的立面测绘精度进行了验证,对该方法应用中的注意事项、优缺点及适用范围进行了研究分析和总结。     

《黑龙江省基础地理信息成果质量检查与验收》规定的研究与制定

随着经济、科技的不断发展,测绘产品不断丰富,我省的部分测绘产品检查验收规定已无法满足现阶段测绘产品的质检需要,为了保证我省测绘产品的质量,提高检验工作的科学性、全面性,我站对现行的省测绘成果检查验收规定进行了修订和扩充,制定了适合我省现阶段测绘产品质量评定的规定——《黑龙江省基础地理信息成果质量检查与验收》。     

基于动态检测平台的GPS接收机动态性能检测研究

介绍了一种新型动态检测平台,设计了GPS动态差分试验和双动态差分试验,分析了GPS动态单点定位、动态差分测量、双动态差分测量在两种不同速度条件下进行了的试验数据.     

实景三维新型测绘能力建设及典型应用

实景三维作为一门具有高真实感、高精度可量测、效率高、成本低的新兴技术,具有广泛的发展前景,本文提出以实景三维为切入点加强新型测绘能力建设,提高有效测绘及中高端供给,给出了具体建设方案和典型应用建议。     

精密单点确定航空重力载体运动速度和加速度

载体运动速度和加速度的精确确定是航空重力中的关键问题之一。基于IGS发布的精密轨道和钟差产品,并对各种相关误差精确模型化,利用载波相位直接法计算速度和加速度。在静态条件下,水平方向的速度精度优于1.5 mm/s,加速度精度优于2.0 mm/s2;垂直方向的速度精度约为2.0 mm/s,加速度精度约为2.5 mm/s2。在动态条件下,与多参考站载波相位直接法精度相当,并且计算效率和解算成功率更高。结果表明了本文方法在航空重力中的有效性。     

土地利用动态遥感监测控制点影像库管理系统建设

随着遥感技术的飞速发展及其在新一轮国土资源大调查土地利用动态遥感监测项目中的广泛应用,对遥感数字正射影像图（DOM）的制作精度和效率有了更高要求。为适应新技术发展和监测任务的顺利实施,本文开发了“国家级土地利用动态遥感监测控制点影像库管理系统”。该系统控制点选自影像上点位清晰且相对固定、周围有明显参照地物的点,采集方法是GPS外业实测,实测精度满足0.5m。对各点建立详细的外业实测点之记文件,包括仪器标称精度、点位各类坐标值、点位描述及影像与实地示意图等。采用该控制点对影像精纠正后,以此为中心裁取200×200像素大小范围的标准影像。该系统通过输入指定的条件或输入坐标方式、屏幕选取范围方式或输入行政辖区检索出所需要的控制点,通过系统的影像模式识别功能,实现对原始遥感影像的自动、半自动匹配、纠正等功能,同时计算残差值,用于检查匹配和纠正精度。本文着重阐述了为提高遥感正射影像图制作精度而建立实测控制点影像库的作业方法和技术指标。2005年度的工作实践业已证明该方法切实可行,满足实现预期目标的要求。     

应用车载移动测量技术进行大比例尺测图的方法

结合车载移动测量技术特点和测区实际情况,对外业扫描和内业数据处理过程进行了研究,并详细阐述了利用点云和影像数据进行大比例尺地形图制作与检查的方法,最后与传统测图方法进行了比较。结果表明,车载移动测量技术可以满足1：1000地形图测绘的精度要求,而且地形图制作效率较传统方法提高数倍。本文的研究可以为今后车载移动测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用提供参考。     

Differentiation for High-Precision GPS Velocity and Acceleration Determination

Accurate estimates of the velocity and acceleration of a platform are often needed in high dynamic positioning, airborne gravimetry, and geophysics. In turn, differentiation of GPS signals is a crucial process for obtaining these estimates. It is important in the measurement domain where, for example, the phase measurements are used along with their instantaneous derivative (Doppler) to estimate position and velocity. It is also important in postprocessing, where acceleration is usually estimated by differentiating estimates of position and velocity. Various methods of differentiating a signal can have very different effects on the resulting derivative, and their suitability varies from situation to situation. These comments set the stage for the investigations in this article. The objective is twofold: (1) to carry out a comprehensive study of possible differentiation methods, characterizing each in the frequency domain; and (2) to use real data to demonstrate each of these methods in both of the measurement and position domains, in conditions of variable, high, or unknown dynamics. Examples are given using real GPS data in both the measurement domain and in the position and velocity domain. The appropriate differentiator is used in several cases of varying dynamics to derive a Doppler signal from carrier phase measurements (rather than using the raw Doppler generated by the receiver). In the statistic case, it is seen that the accuracy of velocity estimates can be improved from 4.0 mm/s to 0.7 mm/s by using the correct filter. In conditions of medium dynamics experienced in an airborne gravity survey, it is demonstrated that accelerations as the 2–4 mGal level (1 mGal = 0.00001 m/s²) can be obtained at the required filtering periods. Finally, a precision motion table is used to show that when using the correct filter, velocity estimates under high dynamics can be improved by an order of magnitude to 27.0 mm/s. ? 1999 John Wiley & Sons, Inc.