基于全站仪交会测量的空间距离校准装置测量方法

发布时间：2021-11-13 06:45

　　空间距离标准装置是校准地面激光扫描仪的重要计量标准器,其标靶球的空间距离测量一直是其难点,目前大多是采用激光跟踪仪来测量。提出使用多台全站仪交会来进行标靶球的坐标测量,首先通过后方交会、免棱镜测量可以快速方便地得到特征点的概略坐标,然后通过互瞄建立定向基准,最后通过整体平差得到高精度的特征点坐标。实例证明,这套系统的精度优于0.1 mm,能够满足空间距离标准装置的校准精度要求。 

【文章来源】：大地测量与地球动力学. 2020,40(09)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

测量及数据处理流程

互瞄完成后,利用全站仪的后方交会功能获得每台全站仪的概略坐标。如图2所示,可以先用位置1的全站仪测量出反射片RE1、RE2、RE3的坐标,然后用位置2、位置3的全站仪以后方交会设站的方式得到其设站的坐标。基准尺上的标志概略坐标直接用位置1的全站仪以免棱镜模式测得。在观测标靶球时用全站仪的横丝中心分别观测球的上下边缘,用竖丝中心观测球的左右边缘,这样可以避免象限法在标靶球距离比较近的时候在望远镜内无法观测到球的整体,每个球观测两个测回,取两个测回上下边缘、左右边缘平均值作为标靶球球心的水平角、天顶距的角度观测值。然后用全站仪在盘左时将水平角和天顶距的度盘调至该标靶球的球心角度值,用全站仪免棱镜模式测量得到标靶球表面的距离L,再用公式(1)计算球心概略坐标:

概略坐标空间示意图如图3所示,R01～R04为基准尺上的4个标志,S01～S09为9个标靶球,S1、S2、S3为全站仪的3个架设点位。通过平差和精度统计(图3～5)可以看出:1)从点位精度来说,绝大多数点位的x、y、z三个方向的精度都优于0.1 mm,全站仪的架设点位精度相对较低,原因是由于互瞄时调焦运行误差会带来一定的影响;2)点位精度分布呈现出所有点位在z轴方向(天顶方向)上精度最高、x轴(标靶平面水平方向)精度次之、y轴(标靶平面垂直方向)最低,原因是互瞄时x方向的交会角度远大于y方向,而z轴向有高精度的尺度控制,因此精度最高;3)在整体平差的框架下,所有的距离观测值的精度都优于0.1 mm,距离精度基本遵循距离越远精度越低的规律,最弱边为S06-S09,为左右最远距离;4)基准尺上6段距离约束后的精度都优于0.01 mm。图4 点位坐标精度统计

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3492535