激光跟踪仪空间联合平差模型及精度分析

工业测量领域经常需要多台甚至多种仪器联合测量,各种测量仪器的观测数据类型和精度不同,其关键技术是采用合理的平差模型实现多种仪器的空间定位和定向。采用附有约束条件的参数平差方法构建了空间联合精密控制网（unified spatial metrology network,USMN）平差模型,对激光跟踪仪、全站仪、经纬仪等测量系统进行了联合平差解算,针对不同类型测量数据建立合理的定权模型,保证了在多余观测量不大的情况下整网平差的精度,采用角度后方交会和坐标系转换模型解决了无互瞄和基准尺观测值的控制网概算和平差,克服了USMN平差模型的缺点。最后利用编写的USMN平差程序对实际测量数据进行解算,验证了平差模型的可行性并分析了点位误差。     

高精度测向天线阵基线方位标定方法

针对某新型高精度导航制导系统的综合定位精度指标,分析测向天线阵单元基线方位标定的精度要求,探讨天线阵基线的准直方法和误差,设计基线方位标定方案,测量数据和综合测试结果表明,该方案满足了任务要求。     

粒子加速器工程控制网研究进展与展望

随着高能物理研究对粒子碰撞能量需求的不断增大,粒子加速器的规模愈加宏大,对工程控制网的设计、测量和维持提出了极大的挑战。为此,本文在归纳整理国内外研究现状的基础上,围绕加速器控制网结构及精度要求、几何参考框架选取、测量仪器与标志、网形与观测方案、观测值归算与平差等问题,凝练了大型粒子加速器精密控制网的关键技术,最后给出了巨型加速器工程高精度三维控制网建立技术的研究建议。     

移动测量系统误差整体模型推导与精度分析

移动测量系统获取点云的精度,不仅取决于各子系统的精度,同时取决于子系统之间的关系参数的质量,也就是激光扫描仪、GPS、INS惯导单元之间的关系参数.文中从获取点云坐标的原理人手,分析推导系统误差整体模型,进行精度分析.最后利用模型分析实测数据,并将计算得到的理论精度结果与检校的实测精度进行比较.     

基于平面4点快速求解相机外方位元素近似值

提出了一种利用4个共面的控制点对相机外方位元素近似值进行快速求解的方法.利用4个控制点与其像坐标间的几何关系求得其中3个控制点在摄站坐标系下的坐标;再由控制点的已知控制坐标与求得的摄站坐标系下的坐标进一步求得两坐标系的转换参数的初值,并用初值通过解析法对相机外方位元素进行精确求解.最后通过一组实验数据验证了该方法的正确性.     

激光扫描数据的多站配准方法

介绍了激光扫描数据多站配准的目的,详细阐述了固定球公共点转换法、ICP算法和测量设备绝对定位法的原理以及实现方法,并分析了3种方法的优缺点。对激光扫描仪数据处理以及逆向工程、曲面质量检测和虚拟现实等领域的相关问题具有一定参考。     

光束法平差在工业测量系统TSST中的应用

本文将经纬仪工业测量系统模拟摄影测量系统，把角度传感器视为摄影机，将物方点的角度观测值化算为虚拟像点坐标，从而按摄影测量光束法平差进行两台或多台经纬仪间的系统定向和空间坐标解算。利用光束法平差技术研制开发了中文ＴＳＳＴ２．００工业测量系统软件；对经纬仪整平状态和未整平状态下的实际测量结果进行了比较和分析，研究结果表明利用光束法平差技术可以处理经纬仪在任意姿态的观测值，其精度达到了整平状态的结果；最后还介绍了ＴＳＳＴ工业测量系统在实际测量中的应用。     

广义权阵及其在平差中的应用

本文提出了协方差阵奇异时广义权阵的概念,给出了适用于设计阵列满秩或降秩、协方差阵奇异或非奇异的所有情况下测量平差的统一准则,并利用这一准则研究了协方差阵奇异时的参数估计问题,证明了其结果和Rao最小二乘统一理论等价。本文利用矩阵的平行加性质,推导了奇异协方差传播时广义权阵的计算公式,最后介绍了广义权阵在系统误差补偿的平差中及变形参数估计中的几个实际应用。     

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。     

车载激光扫描测量系统整体误差模型建立及其分析

影响车载激光扫描测量系统的点云定位精度的误差按来源主要分为测量误差、设备安置误差、数据处理误差3类。本文从车载激光扫描测量系统空间基准统一方程出发,推导了车载激光扫描测量系统综合误差模型,并分别研究了激光测距与测角、POS定位与定姿、激光扫描仪的安置参数及尺度因子等对激光脚点定位精度的影响规律。