电子经纬仪工业测量系统定向及坐标

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1、第!"卷第!期测绘学报#$%&!"，’$&!"((!年)月*+,*-./0*.,1+*23+*4,/-4*561+*71’1+**89&，"((!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：:((:;:<=（<"((!）(!;("<>;(<中图分类号：5"(?文献标识码：*电子经纬仪工业测量系统定向及坐标解算算法研究黄桂平，李广云（信息工程大学测绘学院，河南郑州?<((<"）!"#$%&’!%(")*+,-)."/"-&./.$0&&,$-./")0/

2、12#1/"-&.&’34!6@*’--8A;BAC9，D1-8EC9;F8C（!"#$%$&$’()*&+,’-%"./"01/22%".，!")(+3/$%("4".%"’’+%".5"%,’+#%$-，67’".87(&?<((<"，97%"/）56(",/2"：02GHIAJ2G3K$L23M$NG$O3M2GFG32L$IA2C3E3A$CECNH$$INACE32HE%H8%E3A$C$O1P7&!0;C23ENQ8G3L2C3JEG2N$CEHH8IE32%2R2%2N3M2$N$%A32GAG3ES2CO$I$C2GB2H

3、AE%O$IL$OJ8CN%2ENQ8G3L2C3&,M2H$CG3IEAC2NJ8CN%2EN;Q8G3L2C3L$N2%AG8G2N3$8CAO$IL3M23K$L23M$NG&TM2CRAI38E%ALE92H$$INACE32GEI2K2A9M3AC9，3M22UB2IAL2C3I2G8%3GGM$K3ME33M28CAO$ILL$N2%AGO2EGAJ%2&7)%8&,$(：2%2H3I$CAH3M2$N$%A32；1P7；GFG32L$IA2C3E3A$C；!0C23K$IS；J8CN%2ENQ8G3L2C3；RAI38E%A

4、LE92H$$INACE32摘要：对经纬仪工业测量系统建立坐标系和坐标解算的两种算法———测站!维网平差法和光束法平差法进行了研究。提出将精确整平仪器的!维网法作为是无需整平的光束法的一种特殊形式，对虚拟像坐标进行加权，用带约束条件的光束法模型来统一两种算法，最后经实验验证用光束法模型来统一是切实可行的。关键词：电子经纬仪；工业测量系统；系统定向；!维网；光束法平差；虚拟像坐标经纬仪工业测量是基于角度前方交会的三角提出对虚拟像坐标进行加权，用光束法作为统一测量原理，而对多台仪器构成的测量系统，由于的数学模型，经实验验证：用光束法模型来统一

5、是“冗余”数据的存在，对定向和坐标解算算法的研切实可行的。究有两种思路和方法［"，!］。一种是基于仪器精确9空间前方交会基本原理整平的测站!维网平差的方法；另一种是建立在摄影测量学共线方程基础上的光束法平差法。如图:所示，两台经纬仪:和;，以:为坐基于仪器精确整平的测站!维网平差的基准标原点（经纬仪轴系交点），:，;连线在水平方向面为测站水平面，基准线为铅垂线，要求仪器严格的投影为<轴，过:的铅垂方向为6轴，以右手整平，因此对电子经纬仪硬件设备要求较高，受作法则确定=轴，由此构成测量坐标系。业条件影响较大。而采用摄影测量原理的光束法只要两

6、仪器:，;对尺长已知的基准尺两端平差的数学模型，以共线方程为基础，没有涉及任点进行观测，即可反算出基线长>来，此处不是何外部基准，因此不需要严格整平，不用打开补偿本文重点，限于篇幅，详细原理参见文献［"］。在器，可通过软件来“补偿”仪器的不平。实际系统中，是将前方交会的结果作为后面两种本文对这两种方法进行了深入的研究，最后方法平差计算的初值。收稿日期："((";(<;!(；修回日期："((!;(<;">作者简介万方数据：黄桂平（:=V!;），男，江苏溧阳人，在职博士生，主要从事精密工程测量与工业测量研究。第.期黄桂平等：电子经纬仪工业测量

7、系统定向及坐标解算算法研究368方程，并赋以一定的权，同角度观测值一并按间接平差进行处理［3］。!#!坐标解算系统定向完成后，各测站间的相互位置关系已确定，就可以对空间可视点进行联机单点测量。由于系统定向后，测站坐标和测站定向角均为已知值，所以在误差方程式（!）和（3）中，有1"!/1’!/1)!/1.!/4则式（!）和（3）简化为图!空间前方交会%#$/0&1’0(1)0*#$（6）"#$%!&’()*+),(#-’!4!44!44!4%%/0+1’0,1)0-1.0*%（7）!4!44!44!44!4每个物方点有三个未知数，因此每点至

8、少需要用!测站"维网平差法两台经纬仪观测水平角和天顶距，就可进行点坐!#$系统定向标解算。多台仪器的系统定向也就是确定仪器各设站"光束法平差法点的相互位置关系，其实也就是测站点.维控制网的解算