三维坐标转换的相关问题研究与软件实现.pdf

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1、分类号：Ｐ２０７１０３１单位代码：６？安获化工乂學Ｈ维坐标转换的相关＇Ｉ司题研究与勒：件实现ｉ仑文题目：周腾飞作者姓名：专业名称：测绘工程刘超副教授完成时间２０１７年６月１０日；中图分类号：Ｐ２０？论文编号：学科分类号：４２０．１０３０密级；安徽理王大学硕壬学位论文Ｈ维坐杨转换的相关问题研究与软件实现作者姓名：周腾飞专业名称：测绘Ｘ稻？研巧方向：测景误差理论与数据处理导师姓名：刘廚副教巧导师单位：安徽理工大学答辩委员会主席：杨友长教按级高工２０１７５论文答

2、辩日期：年月２８日安巧［理工大学研究生处２０１７年５月２８日ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｎＳｕｒｖｅｙｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ民ｅｓｅａｒｃｈａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆ３ＤｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＺｈｏｕＴｅｎｇｆｅｉＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＬｉｕＣｈａｏＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｍａｔｉｃｓＡｎＨｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙＮｏ．１６８ＳｈｕｎＲｏａｄ２３２００１Ｐ．民Ｉ，ｇｅｎｇ

3、，Ｈｕａｉｎａｎ，，．ＣＨＮＡ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取稱的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方Ｌ乂外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得或其他教育机构的学位或征书而使用过的村料一查盤望主么＾。与我＿同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名＾；曰撕年月？曰么皆＿１＾学位论文版权使用授权书水学化论文作者完全了艇安徽理工大学有保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知巧产权单

4、位扇于安徽理工大学。学校有权保留并向国家有关部口或机拘送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅．本人授权安徽理工大学可！＾义将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、，可ｋ乂采用影印缩印或担描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位沦文在解密后适用本授权书）《学位论文作者签名：狼秦签字日獻如的仰ｙ每声导师签名＾６月＇：ｉｖ＾签字曰期：＞＾伯摘要摘要随着测量技术的不断发展，三维坐标转换在矿山测量、工程测量、ＧＮＳＳ、摄影测量及维激光扫描等领域应用愈加广泛，人们对于测量成果精度的要求也越来越高。传统的Ｈ维

5、坐称方法逐渐不能满足人们的要求，Ｗ经典线性－ＷｏＢｕｒｓａｌｆ模型为例，其仅适用于旋转角度较小的情况，而对于大旋转角，线ｕｒｓａ－性ＢＷｏｌｆ模型求解的转换参数会严重失真，甚至求解出的转换参数完全不能使用，从而导致转换失败。传统Ｈ维坐标转换模型主奥是基于经典最小二乘－ｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓ，ＬＳ原理，通过构建ＧａｕｓｓＭａｒｋｏｖ模型求解转换参数，仅考虑了观（）测向量中存在的随机误差，而系数矩阵中含有的观测值使得系数阵中也会存在随一－机误差，ＧａｕｓｓＭａｒｋｏｖ模型并方面没有顾及到这。然而目前大多数的坐标转换问题，仍依赖于传统的坐标转

6、换模型和方法，在理论和应用，转换参数精度偏低上的局限性越发明显。整体最小二乘（ＴｏｔａｌＬｅａｓｔＳｑｕａｒｅｓ，ＴＬＳ）能兼顾观测向量和系数矩阵中的随一机误差１！＾５也－，对模型进行整体考虑＾及全面分析。可＾＾１拓展为加权整体最小乘（ｗｅｉｇｈｔｔｏｔａｌｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓ，ＷＴＬＳ）估计，＾＾＾解决观测值不等精度的问题。本文首先通过介绍二：维坐碌转换基本原理，引出转换参数的线性模型和非线性模型，Ｎｗ－Ｇａｕｓｓ加权整体最小二乘的正交约束模型的探讨了基于ｅｔｏｎ两种解法。在Ｈ维坐标转换中，由于环境、人为等影响因素的存在，往往

7、观测值中会混入粗差，经典ＬＳ，ＴＬＳ，ＷＴＬＳ对粗差没有很好的抵抗能力，常常会由于粗差的存在，导致模型扭曲，转换参数求解失败。传统Ｈ维坐标转换的ＲＷＴＬＳ算法应。用残差来构造权因子函数，并不能顾及到结构空间抗差本文基于中位数法计算单位枚中误差和利用标准化残差构造权因子函数？，推导出了种基于－Ｉ（ＲｔＮｅｗｔｏｎＧａｕｓｓ加化整体最小Ｉ乘正交约束模型的抗差解法ｏｂｕｓｗｅｉｇｈｔｅｄｔｏｔａｌｌｅａｓｔｓｓｗｉ化ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓＣＲＷＴＬＳ。ｑｕａｒｅ，）通过算例分析，表明算