精密工程测量技术及其发展

进入21世纪以来,随着我国越来越多的大型精密工程的建设,尤其是大科学工程的建设,精密工程测量技术得到了迅速发展。本文对精密工程测量在仪器、理论两个方面的发展进行了总结,重点对我国粒子加速器准直测量、精密工业测量和高速铁路测量等典型精密工程测量领域的发展进行了论述。     

TC2002极坐标测量系统在大型天线检测中的应用

单台全站仪极坐标测量系统应用于高精度的测量和安装工作中,必须采用特殊的作业手段和数据处理方法才能达到亚毫米的精度。文中提出了一种坐标转换方法,将其应用于大型多波束天线的安装检测过程中,实测结果表明该方法达到较好的效果。     

双频激光干涉仪在测距仪精度自动检测中的应用

目前用于工业测量的全站仪、测距仪的自动化程度和精度越来越高,一般是在厂房、车间等室内条件下,用于设备的高精度安装和检测等工作,与野外测量条件相比较,大气条件能得到较好的控制。在室内条件下,此类仪器的测距精度常常要高于厂家给出的测距标称精度指标值,往往能达到亚毫米级的水平。目前测距仪的精度检测通常是在野外基线上进行,影响测量精度的因素除大气条件外,还有对中误差、棱镜误差等的影响,因此不能客观地反映工业测量全站仪、测距仪的实际使用精度。本文作者提出了一种用双频激光干涉仪进行工业测量用全站仪、测距仪的自动化检测方法,给出了相应的误差评定公式,得到较好的结果。     

经纬仪工业测量系统用于大型多波束天线的安装与调整

由于多波束天线的面积较大,传统天线安装方法比较困难。介绍了将经伟仪工业测量系统引入多波束天线的安装检测方法,为工业解决类似问题提供了经验。文中主要介绍了多波束的数学模型、测量方案设计以及调整量的计算等问题,最后给出了实际调整结果,表明该方法是可行的。     

基于多台电子经纬仪/全站仪的工业测量系统

介绍了基于多台电子经纬仪/全站仪的工业测量系统MetroIn的系统设计思想、系统的主要数学原理、系统的构成与功能,测试表明:该系统最高精度可达±0.05mn.在大型闸门的安装与检测中,Metroh已成功地得到了应用.     

顾及像素比例因子的DLT进行普通数字相机的标定

引入像素与长度单位之间的比例因子,详细推导以像素为单位的像平面坐标与空间坐标的DLT模型.对模型进一步进行改进,在模型中增加了畸变改正,最终得到了较为理想和实用的DLT模型.最后,通过对实际图像进行实验和与经纬仪测量系统的结果分析,验证算法的正确性.     

利用图割算法进行城市密集点云表面模型重建

利用倾斜影像获得的密集点云来构建表面模型是基于倾斜影像进行三维重建的核心之一。本文针对现行密集点云表面模型重建存在的建模效率低、表面选取不真实等问题,提出了一种基于图割算法的城市密集点云表面模型重建方法。利用该方法重建城市密集点云表面模型,首先通过预处理软件对无人机倾斜影像进行空中三角测量,并利用空中三角测量的解算结果生成密集点云;然后对密集点云添加相应的边,同时对三维点云根据距离进行选取合并;最后根据三维点云形成的四面体和三角面建立图割问题,并通过求解图割问题来求取最优的密集点云表面模型。为证明这种方法的可行性和有效性,使用城市地区的无人机倾斜影像数据进行城市密集点云表面模型重建,试验结果表明,该方法具有可行性好、建模效果好、处理速度快等优势。     

蒙特卡罗法在直伸网模拟计算中的应用

讨论了蒙特卡罗法生成偶然误差的原理和直伸型控制网平差的方法。将模拟的偶然误差用于直伸网平差计算 ,其结果与误差传播律计算的结果相一致 ,从而验证了蒙特卡罗法用于直伸网平差模拟计算的可行性。根据模拟结果提出实际工作中应注意的问题     

面向点云退化的隧道环境的无人车激光SLAM方法

基于激光同时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)技术,不仅能够实现车辆在未知环境下的实时定位,还能高效地获取环境的三维地理空间信息,近年来受到了无人驾驶领域的广泛关注.在几何结构匮乏的隧道中,仅依赖几何信息无法配准点云,因此传统激光SLAM方法难以在隧道中应用.为解决这一问题,本文在L OAM的基础上,提出一种点云强度信息增强的改进激光SLAM技术.首先,改进特征提取方法,提出基于点云柱面投影图的自适应特征提取方法,从单帧点云中提取直线、平面、地面和反射强度特征;其次,针对点云的几何特征配准在隧道中的退化问题,提出一种基于强度特征和强度地图的配准优化方法,自适应提取环境中的强度特征并根据强度特征的配准对车辆位姿进一步修正.试验结果表明,该方法较LOAM和HDL-Graph-SLAM具有更好的稳健性,能够在缺乏几何特征但强度特征丰富的隧道内实现稳定的定位和地图构建,定位精度提升了一个数量级.     

电子经纬仪交会测量系统在大型天线精密安装测量中的应用

由于某卫星通信天线面积大、结构非圆对称,对测量精度要求高(测点精度要求为±0.3mm),决定采用大尺寸工业测量系统方法中的电子经纬仪测量系统。系统由3台T3000A电子经纬仪组成。控制网由6个9～16m高的测量墩构成。采用T3000A测角、TC2003测边,数据处理后边角网的点位精度在±0.3mm以内。3台仪器建立系统的尺度精度优于10-5。测量772点用时4h以内,交会精度优于0.3mm(RMS)。经过几次反复的调整,主面的表面精度优于0.5mm(RMS),满足了电气测试的要求。