受限空间下大尺寸测量互瞄定向方法研究

发布时间：2023-04-22 19:33

　　测量仪器定向是多坐标系变换统一的过程。本文针对受限空间下大型装备定位校准过程中的大尺寸测量定向难题,研究了通视空间狭小、工作空间受限情况下大尺寸测量仪器互瞄的快速定向方法。分别以两种典型大尺寸测量仪器为代表,分析不同仪器的测量原理,结合受限空间下的应用条件,进而构造互瞄特征点建立几何约束,仅要求仪器之间相互可视,便可依靠较小的公共视场完成定向。在狭小、受限空间下与频繁转站的传统方法相比,在保证精度的同时,极大提高了现场测量效率。本文的主要研究工作和关键技术有:1.根据激光跟踪仪的构造特性和使用特点,重点阐述了激光跟踪仪双面互瞄定向方法中数学建模过程,研究了定向优化算法。2.阐述室内空间定位系统(workshop Measurement Positioning System,wMPS)测量原理,研究基于互瞄特征点的wMPS快速定向方法,研究了互瞄特征点在自身坐标系的定位方法,建立了互瞄定向方程约束,以及非线性最优化的初值求解模型。3.阐述互瞄定向算法的模型优化过程,分析不同条件下的解算精度,合理选择解算模型;优化基于互瞄特征点的wMPS快速定向数学模型,解决了矩阵病态造成的解算失败问题。...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及问题描述
    1.2 大尺寸测量在受限空间的应用现状
    1.3 研究现状及发展
        1.3.1 球坐标测量仪器定向
        1.3.2 分布式测量仪器定向
    1.4 本文研究内容
第2章 激光跟踪仪互瞄法定向原理
    2.1 经纬仪精准互瞄法
        2.1.1 经纬仪前方交会原理
        2.1.2 经纬仪精准互瞄法定向原理
    2.2 激光跟踪仪互瞄定向方法
        2.2.1 单面互瞄定向方法
        2.2.2 双面互瞄定向方法-六自由度
        2.2.3 双面互瞄定向方法-四自由度
        2.2.4 距离约束的建立
        2.2.5 数学模型及优化方法
    2.3 本章小结
第3章 基于特征点互瞄的wMPS快速定向原理
    3.1 wMPS系统测量原理
        3.1.1 wMPS发射基站模型
        3.1.2 多站式测量仪器坐标解算模型
    3.2 wMPS定向方法研究现状
        3.2.1 基于空间后方交会的定向方法
        3.2.2 基于标准尺的定向方法
    3.3 wMPS特征点互瞄定向原理
        3.3.1 互瞄特征点在自身坐标系下的标定
        3.3.2 互瞄法方程约束的建立
        3.3.3 非线性最优化算法
        3.3.4 初值选取
    3.4 本章小结
第4章 互瞄定向算法模型优化
    4.1 激光跟踪仪互瞄法模型分析
        4.1.1 六自由度模型
        4.1.2 四自由度模型
    4.2 wMPS特征点互瞄定向模型分析
        4.2.1 算法鲁棒性验证
        4.2.2 初值求解方法
        4.2.3 系数矩阵病态的处理办法
    4.3 本章小结
第5章 实验验证
    5.1 激光跟踪仪单面互瞄法验证实验
    5.2 激光跟踪仪双面互瞄法验证实验
        5.2.1 六自由度
        5.2.2 四自由度
        5.2.3 上海光源现场组网对比实验
    5.3 基于互瞄特征点的wMPS快速定向实验
    5.4 本章小结
第6章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 论文创新点
    6.3 工作展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3798272