激光跟踪仪的测量误差解析与精度仿真

激光跟踪仪基于球坐标法测量原理,通过测角、测距实现三维坐标的精密测量,由于角度和距离对整体测量精度的影响存在较大差异,需要对其全量程测量精度变化规律进行研究.鉴于激光跟踪仪可以在任意安置姿态下进行三维坐标测量,文中首先分析"仪转角"和"仪顶角"两个术语的基本含义,区别传统的"水平角"和"竖直角".基于误差传播定律,以仪器测角、测距的标称精度为依据,对激光跟踪仪的点位测量误差进行解析.以L eica A T 930型激光跟踪仪为例,重点分析"测角线性误差"和"测距误差"的悬殊性.并通过仿真模拟,分析空间三维坐标精度随各观测要素的变化规律,探讨"解析点位精度"与"标称点位精度"之间的精度差异.     

一种评定任意多边形宗地面积精度的简便方法

地籍测量的核心问题就是测量各宗土地权属范围的界址点坐标及计算各宗土地的面积。其测量精度最终反映在界址点的点位精度上，而界址点的点位精度直接关系到面积精度，那么界址点点位精神与面积精度之间存在何种关系呢？     

Trimble MX7移动测量系统精度影响因素分析

车载移动测量系统的测图精度受测量环境影响较大,而城市测量的环境一般较复杂,且环境对测量精度的影响程度并未明确,因此本文主要针对车辆在建筑物遮挡和拐弯两种情况下做了实验,同时对同一目标点的二维坐标和三维坐标进行了平面精度的对比,综合分析评价了Trimble MX7移动测量系统在实际应用中行驶轨迹精度和目标点位精度的变化情况。实验证明,轨迹拐弯处的点位精度比车辆直行时的点位精度差,但满足1∶1 000数字测图精度要求,在建筑遮挡最密集时点位精度最差但仍可应用于1∶1 000野外数字测图,直接对目标点的三维坐标进行提取的精度优于二维坐标提取方式,该测量系统可应用于1∶2 000野外数字测图的高程测量。     

一种快速建立高精密三维控制场的方法

高精度的三维控制场是近景摄影测量中相机检校和有关理论研究的重要基础设施。本文介绍一种能够快速、便捷的测定控制场内控制点三维坐标的新方法,经检验,其点位精度能够达到亚毫米级别,满足高精密三维控制场的精度要求。     

3D扫描点云拼接数学模型中参数选择对坐标转换精度的影响

对三维激光扫描点云拼接的数学模型进行了优化整合,并进行了分类和比较。平差参数选择的不同,数学模型在形式上的不同,坐标转换参数解的不同,扫描坐标转换后坐标的不同以及精度的差异,可以使用扫描转换的平面点位中误差、高程中误差和空间点位中误差(三项误差)来评定坐标转换精度。     

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。     

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。     

高精度地面点位置的三维地心坐标和板块运动

高精度确定地面点三维地心坐标时，一是要考虑它所采用坐标系的定义，二是要顾及地球动力现象对其点位坐标的影响。本文对世界上若干通用的三维地心坐标系及其相互关系和涉及板块运动对点位的影响作一介绍。     

三维坐标转换公共点最优权值的单纯形搜索算法

为提高三维坐标转换参数的求解质量,本文基于最优化算法提出了一种稳健的公共点加权坐标转换方法。以坐标转换后公共点的点位残差加权平方和最小为目标函数,利用Nelder-Mead单纯形直接搜索算法,寻找公共点坐标分量在解算坐标转换参数时的最优权重组合。以粒子加速器磁铁的准直安装为应用场景,利用模拟数据和实测数据对本文方法进行验证。结果表明:本文方法能够有效降低粗差观测值及质量不佳观测值的权重。与最小二乘、抗差估计等方法相比,本文方法解算结果的点位残差加权平方和更小,坐标转换参数质量更优。本文方法能提高三维坐标转换参数的求解质量,尤其适用于验前精度未知、观测数据质量不佳的情况。     

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。     

高精度电子全站仪NET1200点位精度测试

通过平面拟合实验,测试NET1200型全站仪在150m内能达到的实际点位精度;用三维坐标反求距离的方法进行检验,从而证实其能否满足某些精密工程测量和工业测量中的精度要求。     

激光干涉测距三维秩亏网的拟稳平差

激光跟踪仪采用激光干涉测距原理,其测距精度远远高于测角精度。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,可以消除测角误差对空间点位的影响,大幅度提高三维点坐标精度。由于激光干涉测距三维网存在数亏问题,且整网控制点的稳定性不同,因此采用秩亏自由网平差模型,分别以测站点和定向点为拟稳点对测量数据进行平差解算。平差结果表明,在拟稳点选择合理的情况下,空间点三维坐标平差值反算的距离与测量距离的差值优于±10μm;点位误差可以优于±20μm。     

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.     

高精度电子全站仪NETl200点位精度测试

通过平而拟合实验,测试NETl200型全站仪在150 m内能达到的实际点位精度;用三维坐标反求距离的方法进行检验,从而证实其能否满足某些精密工程测量和工业测量中的精度要求.     

一种有效的WGS-84坐标系与地方坐标系转换方法

WGS-84坐标系与地方坐标系之间转换关系的确定是GPS技术应用中的一个关键问题。在分析经典三维坐标转换方法的基础上,给出一种采用多项式拟合法进行GPS坐标转换的方法。通过工程实例对三维坐标转换的精度和可靠性进行分析,从而验证了多项式拟合法是一种有效的三维坐标转换方法。     

基于VirtuoZo的近景普通数码影像的三维建模

针对近景普通数码影像,应用数字近景摄影测量方法,基于VirtuoZo数字摄影测量工作站,结合长春市杨家沟采石场,进行高大岩体边坡三维模型的建立;通过野外测量控制点坐标与三维模型解译量测的控制点坐标的比较分析,进一步评定了模型的点位测量精度。表明基于VirtuoZo的近景普通数码影像的三维建模的可靠性。     

利用GPS RTK测定建筑物墙角点方法研究

利用GPS RTK方法测定建筑物墙角点坐标时,由于建筑物的遮挡,很难获得点位的固定解。介绍了一种基于GPS-RTK测定建筑物垂直墙角点坐标的新方法,即垂直外伸法。通过实地采样,借助建立的计算公式,对测定结果进行计算改化及比较,证明该方法测定结果的精度可以满足相应规范的要求,具有一定实用性。     

大型冷却塔的三维变形观测

本文分析了三维大地测量在大型冷却塔变形观测中的点位内部精度，并提出采用坐标位移模型对变形数据进行粗差检测，增强变形数据外部可靠性。     

CGCS2000高精度坐标转换格网模型的建立

CGCS2000启用后,用于地形图图廓线和坐标网变换的高精度坐标转换格网模型的建立成为实用中的重要问题。本文阐述我国CGCS2000高精度坐标转换格网模型的建立方法。一是讨论坐标转换最小曲率方程,该方程同时具备整体光滑和局部光滑特性,可以更好地符合地图线状要素坐标转换时的连续光滑性;二是提出格网节点迭代计算方法以及拟合推估两步极小法构建区域性格网模型的方法,构建了格网模型数据结构;三是给出全国范围CGCS2000高精度坐标转换格网模型的最优格网间距和转换精度,按48 433个2000国家大地控制网点坐标构建了BJS54和XAS80到CGCS2000坐标转换格网模型,转换后的点位外符精度分别为0.26m和0.03m。     

GPS-RTK测量结果的精度分析

由于GPS-RTK测量缺少必要的检核条件,作业时如果操作失误或者处理不当,会给测量成果带来严重影响,在此本文对在湖面,高层建筑物,高压线周围布置一些点,用已知点位法,用全站仪测量出来的坐标和GPS-RTK观测的点坐标进行对比,分析对比RTK显示精度和真实精度的关系,从而来讨论GPS-RTK测量结果的精度和可靠性问题.