全站仪高程测量方法研究与实践

从高程测量方法及误差传播原理出发,介绍了采用全站仪代替水准仪进行高程测量的方式方法,并用全站仪对某个高程控制网点进行实测高差数据与几何水准测量的数据进行比较,得到的全站仪高程测量中误差在四等水准限差范围内,证明了在一定范围内用全站仪代替水准仪进行高程测量可达到四等水准测量的精度要求.     

RTK联合全站仪在机场净空区障碍物测量中的应用

机场测量作业环境复杂,单独使用RTK技术或全站仪作业效率低下,二者配合使用,可实现优势互补。简述了RTK技术与全站仪联合进行净空区障碍物的测量流程,介绍了特殊情况下的两种测量方法,对实际观测数据质量及测量成果精度进行了检查与评定,以供实际使用参考。     

基于全站仪在桥梁挠度检测中的应用和研究

采用全站仪、数显百分表及精密水准仪在相同的观测条件下对桥梁挠度进行测量,以栾川县新双龙桥为例进行桥梁挠度观测试验,通过三种测量方法得到的试验数据进行对比分析,并用误差传播定律进行了精度分析,理论和实践均表明全站仪可满足挠度观测精度要求。在桥梁检测应用中,尤其是坡度和跨度比较大的情况下,该方法具有实际的参考价值。     

智能全站仪快速测量处理系统

介绍了智能全站仪的组成、测量原理及其发展应用,并开发了基于智能全站仪的快速测量处理系统.通过与传统测量方法进行对比,实测表明该系统自动化程度高、实用性强、实时高效,是进行各种控制测量的理想系统.     

全站仪空间测量精度浅析及其应用探讨

全站仪在工程施工测量中广泛应用于平面测量、小范围的高程测量。对全站仪三维空间测量的主要误差来源和精度进行分析,并结合施工测量中的典型实例分析具体测量方法的测量精度,阐明了全站仪通过采取一定的措施可应用于高精度的空间测量。     

智能全站仪快速测量处理系统

介绍了智能全站仪的组成、测量原理及其发展应用,并开发了基于智能全站仪的快速测量处理系统.通过与传统测量方法进行对比,实测表明该系统自动化程度高、实用性强、实时高效,是进行各种控制测量的理想系统.     

GPS/BDS-RTK与惯导组合实现大型桥梁垂向线形测量

针对桥梁线性测量应用中,传统地面测量方法存在作业效率低、对桥面交通影响大等问题,该文提出采用GPS和北斗的实时差分动态(RTK)与高精度光纤惯性测量系统(INS)的紧组合解决方案,利用INS辅助RTK在信号失锁的时间内,维持厘米级精度的定位结果输出。结果表明,在地面模拟实验和某大型跨江桥梁的实测中,垂直方向的中误差均优于2 cm。惯性测量系统采用的GPS/BDS-RTK与INS组合方案可满足大型桥梁在垂直方向的厘米级精度的快速线形测量需求,具有较强的工程应用前景。     

基于全站仪的道路纵断面测量研究

全站仪已经广泛地运用在道路测量中,与经纬仪和水准仪不同的是全站仪能够独立完成测站上的所有工作,具有质量好、速度快、自动化程度高的优点。全站仪具有自动记录和存储数据的功能,减少了测量的工作量。全站仪测量无需卫星信号,只要在通视条件下,即使环境较苛刻也能测量。纵断面测量即对道路中线高程的测量,全站仪的三角高程测量可以较精确地获得地面点的高程。全站仪进行道路纵断面测量时通过起始水准点的坐标可以获得中桩点的坐标,再结合CASS等软件能够快速绘制出纵断面图。道路纵断面图反映沿道路中线地面起伏形状,为重大项目规划、工程建设中的决策提供了重要的依据。     

三维激光扫描技术在建筑物立面测量中的应用

立面图是建筑物外观装修和景观改造设计与施工中的重要依据.传统的立面测量方法是利用全站仪采集单点数据,或者用皮尺或测距仪进行手工测量.这些方法对于结构复杂的建筑物来说,测量效率不高,精度也较低,无法准确反映建筑物的立面情况.三维激光扫描技术是近年来出现的新技术,它突破了传统的单点测量方法,具有高效率、高精度的独特优势,在...     

电子全站仪在高校田径运动会中的应用研究及推广

与一般简易的测量方式及高级别赛事中的测量方式进行对比,分析了电子全站仪在高校田径运动会中应用的可行性,以及全站仪自身具有的优势与运动测量的融合的必要性。通过野外的测量实验,对跳远和掷标枪项目进行了观测。在采集和处理分析数据基础上,描述了全站仪在田径运动会中的应用,重点叙述了它在田赛领域的应用。最后,提出建议和方案,将电子全站仪测量技术推广形成一种模式,将科技元素投入到高校田径运动会中,发挥它快速、便捷等特性。     

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。     

使用参照物的射电望远镜中心坐标测量方法

为满足新建射电望远镜在单站或多站联合进行的深空探测或射电天文观测对中心坐标精确测定的要求,提出一种利用已知精确中心坐标的望远镜作为参照物,测量地平式射电望远镜中心点坐标的方法和测量数据处理方法。这一方法对场地和设备的要求较低,能够得到毫米级或亚毫米级的位置精度。尤其适合对天线阵列的中心位置进行测量。对国家天文台密云观测站的40 m射电望远镜进行了中心坐标测量,位置均方根误差为2.312 mm,满足了后续的观测工作对其位置的需求。     

时空轨迹多层级相似子段匹配方法

轨迹子段匹配是轨迹数据挖掘的重要手段,针对其计算复杂度较高、受噪声影响大的问题,提出了一种融合自适应希尔伯特地理网格编码的多层级轨迹编码树结构,在可接受的建树代价下,形成了从轨迹整段到最小片段的层次化组织形式和子段从属关系表达结构,并在轨迹片段编码树的基础上,设计了相似子段匹配算法,将复杂的空间计算转化为空间编码的字符串前缀匹配操作,极大地降低轨迹子段匹配的计算复杂度。实际轨迹数据的实验表明,在不影响匹配准确率的前提下,提出的子段匹配方法的效率与基于经典距离的相似性度量方法相比,有超过一个数量级的性能提升。     

一种利用GPU加速的轨迹线热力图生成显示方法

为解决大数据量带来的热力图生成效率低的问题,引入基于图形处理器(graphic processing unit,GPU)的并行计算方法,并结合轨迹线模型,提出了一种利用GPU加速的轨迹线热力图生成显示方法。首先,针对轨迹点分布不均、邻域半径设置不合理等条件下产生的热力值不连续、不均等问题,采用轨迹线模型提升了热力图的效果。其次,针对大规模数据计算产生的热力图生成效率低的问题,通过GPU并行计算并配合内核函数参数调优、循环展开、像素缓冲对象显示等策略大幅提升算法计算效率。实验结果表明,所提方法较传统的基于中央处理器（central processing unit, CPU）的方法计算效率提升了5~30倍,且随着图像分辨率和轨迹数据的增加,算法加速比有逐步上升的趋势。     

视频与GIS协同的交通违规行为分析方法

针对人工监测无法及时、高效地发现视频中车辆和行人违规情况的不足,构建了地理空间视角下,兼顾动态目标在地理场景下的属性、时空关系和语义信息的轨迹模型(trajectory model,Tra-Model),设计了视频与GIS协同的交通违规行为分析方法,基于轨迹与规则几何约束条件对目标逆行、压线、禁止进入3类违规情况进行实时检测。以某高校为实验场地,分析不同交通场景下目标的3类违规情况。实验结果表明：（1）Tra-Model模型提取的轨迹包含目标类型、轨迹序列等语义信息,相比于现有动态目标跟踪算法,精准率提高15.6%;(2)所提方法对多个摄像机序列违规分析准确率均在70%以上,相对于现有方法具有更好的性能;（3）实现了地理场景下多种交通违规行为综合分析的全局性、高精度和探测类型多样性。     

顾及交叉路口和车辆模态的轨迹重构与分析

由于数据传输和存储成本的限制,大多数轨迹数据采样率低且不确定,而城市精细模型往往需要高频轨迹数据,例如,微观交通碳排模型需要时间间隔为1 s的轨迹数据。因此,对低频轨迹数据进行高频重构有非常重要的意义。提出了一种顾及交叉路口和车辆模态的轨迹重构方法,采用高频轨迹数据训练车辆运动模态的理论概率模型,结合交叉路口来确定低频轨迹点之间的模态序列,并通过遗传算法求解理论概率模型来完成各模态时间和距离的分配,进而完成轨迹点的高频重构。结果表明,所提方法重构轨迹的均方根误差（root mean square error,RMSE）值相较于传统的数学插值方法降低了62.9%,相较于未考虑交叉路口的模态方法,降低了12.2%。因此,该方法在低频轨迹数据重构中具有很好的应用价值。     

空地协同移动智能服务平台研发及典型应用

面向万物互联时代的移动智能服务需求,亟须建立空地协同智能服务平台。由于核心设备和算法的限制,空地协同移动智能服务平台发展较为缓慢。由此通过攻关传感器实时位置和姿态测量的核心技术与数据处理和分析的关键算法,研制了高精度位姿测量设备,研发了机载和车载空地多平台协同组网遥感观测系统,实现了多源遥感影像质量改善与智能精处理,有效支撑遥感测绘服务,提升遥感信息自动化处理水平,从而解决了空地协同智能服务平台中“准、快、灵”的难题,实现“北斗+位姿测量仪”全球自主“定基准”、空地协同组网快速“找目标”、智能化精处理自动“查变化”。成果已被广泛应用于地理国情监测、智慧城市规划和建设、应急测绘保障等行业。     

VGOS超宽带观测的首次UT1测量数据处理及分析

在国际甚长基线干涉测量（very long baseline interferometry, VLBI）大地测量与天体测量服务组织协调下,首次利用隶属于VLBI全球观测系统（VLBI global observing system, VGOS）的美国Kokee和德国Wettzell观测站及并置的传统VLBI观测站开展了世界时（universal time, UT1）联合测量试验,观测数据在上海VLBI中心进行了干涉处理。结果表明,VGOS超宽带观测系统的UT1测量精度约为7 μs,并置基线的传统S/X双频系统测量精度约为14 μs,VGOS系统的UT1解算结果优于S/X系统。通过试验建立了从相关处理、相关后处理到UT1参数解算的完整数据处理流程,验证了上海VLBI相关处理机的VGOS数据处理能力,为承担国内和国际VGOS观测数据的相关处理任务奠定了基础。     

基于虚拟参考站的GNSS滑坡变形监测方法及性能分析

全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)技术在大坝、桥梁、滑坡等形变监测领域应用广泛。针对传统监测方法需要架设基准站、导致监测成本增加的问题,提出一种基于虚拟参考站的GNSS变形监测方法,利用连续运行参考站(continuously operating reference stations,CORS)观测数据,生成虚拟参考站(virtual reference station,VRS)代替实体参考站,实现高精度变形监测。利用中国云南省屏边苗族自治县约30处滑坡监测点进行实验分析,结果表明,当CORS基准站间距小于40 km时,双差对流层和电离层延迟模型内插精度优于10 mm,利用观测时长大于8 h的数据,可以实现平面精度优于5 mm、高程精度优于10 mm的形变监测。     

利用Snake移位模型构建中心型地图

中心型地图可表示空间各点到中心点的时间距离,能直观反映地理分布因交通系统影响而产生的相近性变化。其构建核心是依据控制点的位置移动确定非控制点的新位置,因此,将中心型地图的构建过程建模为地图目标的移位问题,以相对邻近图表示点之间的邻近关系,并基于控制点的位置移动计算点的初始受力,应用Snake移位方法迭代计算各点的新位置生成中心型地图,同时利用后处理解决潜在拓扑错误。利用所提方法和最小二乘方法可视化武汉市到其他各市的旅行时间,并定量、定性地进行对比分析。结果表明,所提方法能更好地避免拓扑错误,且局部形态保持更好。