朱顺平[1]2001年在《双频激光测量系统在测绘仪器检定中的应用》文中研究说明随着科技的发展，测绘仪器正在向高精度和自动化的方向发展，传统的检测手段已不能满足人们的要求。利用双频激光干涉仪的高精度再辅以相应的传感装置，就组成了具有高精度的测量系统。以此作为检定测绘仪器的长度标准，就可以实现检测过程的高精度和自动化。 本文主要研究的是利用双频激光测量系统进行测距仪的室内检定、水准标尺的检定和电子水准仪的检定。
薛志宏[2]2002年在《数字水准仪的原理、检定及应用研究》文中提出数字水准仪自1990年诞生以来，凭借其精度高、速度快、操作简单等优点很快得到了广大用户的认可，并逐步应用于高精度水准测量、变形监测、工业测量等多种领域，成为水准测量仪器发展的趋势。目前徕卡、蔡司、拓普康、索佳四家公司相继推出了各自的数字水准仪产品，不同厂家的仪器采用了不同的电子读数原理和标尺编码结构。同传统的光学水准仪相比，数字水准仪原理新颖，影响其精度的误差源也有所不同，目前还没有针对数字水准仪的检定规程。随着数字水准仪的广泛应用，急需制订一套合理的方案以评定数字水准仪的质量。 基于此背景，本文首先介绍了目前常用的各种数字水准仪的原理及它们各自的特点，分类归纳了影响数字水准仪测量精度的误差源及影响的规律和大小，然后，在总结目前国内外对数字水准仪检定方法的基础上，论述了对数字水准仪进行系统精度检定的必要性，并且设计了一套基于双频激光干涉仪的系统精度检定方案，实际的试验数据表明，该方法是合理、可靠的。论文的最后对数字水准仪的一体化应用开发进行了尝试。
刘文军[3]2004年在《电子水准仪综合检定方法的研究》文中提出自1990年世界上第一台电子水准仪诞生以来，由于其精度高、测量速度快、操作简单等优点，得到了迅速发展和广泛的应用，开创了水准测量自动化的新时代。与传统的光学水准仪相比，电子水准仪测量原理新颖，测量误差来源也有所不同，而且不同厂家的仪器采用了不同的读数原理和标尺编码结构。如何客观准确地评价其性能，制定合适的电子水准仪检定规程，是我国计量部门急待研究的问题。 本文研究的主要内容是电子水准仪综合检定方法．首先介绍了目前常用的各种电子水准仪的原理及它们各自的特点；分析了电子水准仪测量中的误差来源和分布规律及影响程度；提出了对电子水准仪及其配套编码标尺进行分项检定和系统精度检定相结合的观点，设计了一套基于双频激光干涉仪的系统精度检定方案，并通过大量的试验数据分析，证明课题提出的方法是可行的、客观的和合理的。
徐寿志[4]2016年在《车载移动测量系统检校技术及其精度评定方法》文中认为近十几年来,随着经济社会发展和测绘科学技术进步,测绘地理信息行业发生了翻天覆地的变化,测绘地理信息数据获取方式也发生了巨大改变。快速、经济、高效的测绘地理信息数据获取方式的出现,如导航定位服务、卫星遥感、无人机航测、车载激光测量等技术应用,彻底改变了测绘地理信息传统的作业模式和工作流程。车载移动测量系统作为一种高新的测绘地理信息仪器装备,近年来随着数字城市、智慧城市、地理国情监测等相关工作的不断推进,以及该领域学者们的不断努力,其在测绘地理信息生产中的作用也日益突出。车载移动测量系统是一种兼有定位、测距、测角和摄影功能的系统,集成了GNSS单元、惯性测量单元(IMU)、激光扫描仪、数字相机以及自动控制等技术,以实现对目标区域的空间数据、属性数据以及实景影像等多种信息的快速采集。在实际工程应用中,车载移动测量系统的综合精度始终是最重要的因素。为了确保系统的综合精度,系统作业前需要经过严格的检校,系统检校是数据处理前必须首要解决的问题,是难点,也是关键点,否则,精度无从谈起。本文在推导系统定位模型基础上,总结了系统误差来源,分析了各部分误差对系统精度的影响,提出了单机检校和组合检校方法,并提出系统综合精度的评定指标和评定方法。本文的主要工作和创新点概括如下：1.详细介绍了车载移动测量系统的组成部分、各部分的工作原理和理论基础,阐述了它们在系统中的功能和作用,详细推导了系统的定位模型,分析了系统硬件集成的关键技术。2.分析车载移动测量系统与传感器相关、与系统硬件集成相关的误差来源、性质与处理方法；推导了各项误差模型,定量分析了各项误差对系统综合精度的影响；并通过定位模型从理论上估计系统精度,给系统集成过程中传感器的选择提供参考。3.提出了车载移动测量系统单机检校的概念,利用精度为1×10-11s的铷钟和5×10-11s时间计数器对GNSS接收机的1PPS授时精度进行评定；利用短基线和零基线方法通过GAMIT软件动态解算进行GNSS PPK精度评定；利用GT580型双轴转台和POSLV610进行IMU姿态角精度评定,两种方法结合可以更加准确地评定IMU姿态角精度；利用精度为0.3”的多齿分度台对激光扫描仪进行测角精度评定,该方法精度高、稳定性好、可溯源；根据激光扫描仪的测距检校模型和测角检校模型,通过最小二乘解算相应的检校参数；重点研究了测角法对数字相机进行单机检校,通过测定平行光线的入射角度和其对应像片上的像点坐标,根据镜头畸变平方和最小原则解算出内方位元素和畸变参数,改正后的剩余畸变为0.2个像素,该方法是在实验室内进行,检校条件可控,检校过程标准规范。4.提出了车载移动测量系统组合检校的概念,重点研究了利用手动检校方法、基于控制点的检校方法和基于特征面的检校方法叁种方法进行激光扫描仪和IMU的组合检校,基于控制点的检校方法精度最高,可以达到0.001。,手动检校灵活性好、但精度较低；通过点云坐标反算像点坐标,并将像点坐标的色彩信息赋给点云坐标完成激光扫描仪和数字相机的组合检校,点云和影像的套合精度为1-2个像素。5.通过建立永久性的检校场,借助自制的特殊标志和反射片作为特征点,便于点云特征提取,提出车载移动测量系统综合精度评定的指标,利用传统方法获取这些特征点的高精度叁维坐标和特征线的长度值作为基准值,通过与系统解算出来的特征点和特征线进行比较,从而完成系统的综合精度评定。并且评价了实际工程应用中系统的精度,研究表明,经过检校后的某车载移动测量系统,其平面精度可以达到0.028m,高程精度为0.019m,从而验证了本文提出的单机检校和组合检校方法的正确性。
陆优[5]2004年在《数字水准仪原理及检测方法的研究》文中研究指明数字水准仪自90年代来，凭借其优越的性能很快得到广泛的应用。而对于数字水准仪测量精度的检测，目前还没有一套完整的检定规程。多数采用的办法是进行野外观测的方法，这种方法野外工作量大，测量精度受到外界条件、观测者测量水平、已知点成果精度等的影响，因此不能较客观地评定仪器本身的精度，也不适合于计量检测部门对仪器的检测。光学水准仪的检验是将仪器和标尺分开的，实际上对具体的水准测量来说，标尺是和水准仪是一起配合使用的，测量精度是一个综合精度，因此研究数字水准仪及其条码标尺的综合精度才有其实际的意义。基于此背景，本文首先介绍了目前常用的各种数字水准仪的原理及它们各自的特点，深入研究了各种数字水准仪的编码方法，分类归纳了影响数字水准仪测量精度的误差源，讨论了数字水准仪分辨率及测试的相关概念及方法，提出了利用光学测微器进行分辨率测试的新方案并给出了初步测试结果。且设计出测试数字水准仪分辨率的测微器。然后，在总结目前国内外对数字水准仪检定方法的基础上，论述了对数字水准仪进行系统精度检定的原理和方法。基于双频激光干涉仪的原理设计了一套系统精度检定方案，针对中低精度数字水准仪，基于线性编码尺的原理设计了另一套系统精度检定方案。
范百兴[6]2013年在《激光跟踪仪高精度坐标测量技术研究与实现》文中研究表明大尺寸空间坐标测量技术一直是精密工业与工程测量领域的一项重要研究内容,近年来随着激光干涉测距和激光跟踪仪技术的发展,空间坐标测量的精度得到了极大的提高,测量空间也越来越大,极大的促进了工业测量技术的发展,并且出现了多种工业测量技术联合测量的趋势,需要采用新的理论和方法进一步提高空间坐标测量的精度,建立更高精度的大尺寸空间坐标基准,对于提高工业测量的水平和应用范围具有重要意义。为此,国内外的研究机构都基于激光跟踪仪开展了深入持续的研究,提出了一些基于激光跟踪仪的空间坐标测量技术的新方法。本文在研究激光跟踪仪坐标测量特点的基础上,结合作者获批的国家自然科学基金项目“超高精度工业测量叁维坐标基准建立的理论与方法研究”(批准号41101446)及航天器精密测量项目的需求,开展了基于激光跟踪仪的空间坐标精密测量技术研究。本文提出了基于激光跟踪仪精密距离观测值建立激光干涉测距叁维网平差技术,以高精度测量空间坐标值。目前空间坐标测量技术从原理上主要分为角度交会、球坐标、空间支导线等叁种,而激光跟踪仪的测角误差远大于测距误差,是影响点位测量精度的主要误差因素。在传统平面测边网平差模型的基础上,推导了基于激光干涉测距的空间叁维加权秩亏自由网平差模型,引入附加约束矩阵,解决了无角度基准条件下的空间叁维测距网平差基准问题,实现了多台跟踪仪仪器中心和定向点的空间定位解算。针对激光跟踪仪的精密干涉测距特点,采用拟稳平差、附有系统参数和附有约束条件的参数平差模型,进一步提高了多台跟踪仪中心和定向点的坐标测量与解算精度。建立了测站四自由度和测站六自由度的叁维边角网平差模型,实现了多台激光跟踪仪在整平和不整平状态下的测站平移和旋转参数的求解。本文根据激光跟踪仪的角度和距离测量特点,采用合理的权阵模型,减弱角度对多台激光跟踪仪叁维边角网的平差精度的影响,同时解算得到激光跟踪仪测站的位置和姿态参数。构建了广义USMN平差模型,克服了现有USMN平差模型的缺点,满足多种测量技术联合测量的特殊需求。将激光跟踪仪的高精度距离观测值作为经纬仪测量的长度基准,解决了经纬仪无互瞄测量和无基准尺测量条件下的系统定向解算,消除了长度基准不一致的问题,实现了激光跟踪仪和立方镜坐标系的转换。构建了激光干涉测距叁维网和空间距离前方交会测量的叁维位置几何精度衰减因子模型。在多台激光跟踪仪定位定向解算的基础上,本文研究了激光跟踪仪空间距离前方交会和激光干涉测距叁维网的平差解算原理,构建了PDOP模型并仿真计算了PDOP值的空间分布等值线图,研究了PDOP值与图形体积的关系,并据此对激光干涉测距叁维网的建立进行了优化。将激光干涉测距叁维网得到的高精度坐标值作为参考基准,可以对激光跟踪仪球坐标测量系统进行坐标精度检定与误差补偿,无需引入外部参考基准,实现单台激光跟踪仪的自校准。
马骊群[7]2006年在《大尺寸计量校准技术研究及在量值传递中的应用》文中研究指明随着科学技术的不断发展，传统的量值传递系统已不能满足当今国防工业的生产需求。从几何量计量的角度看，尽管对于两米以下直至微米量级的计量器具已有比较完整的计量标准及检定规程，但对于长到几十米的大尺寸却没有统一的计量手段和标准。存在的问题是校准装置的尺寸越大精度越难保证。首先是长直导轨的设计，要求拼接环节少、直线度高，导轨的稳定性要好；其次是测量标准的设计，通常采用标准双频激光干涉仪可以在30m～40m的范围内实现高精度长度测量，但采用双频激光干涉仪作为标准测量必须解决阿贝误差问题，否则无法提高测量精度。另外现有的大尺寸便携式坐标测量仪器的校准方法中，校准要素单一，还没有合适的方法可以直接解决坐标校准。这些问题使得通用的大尺寸计量校准装置很难实现。本文以多种大尺寸计量器具的校准要求为依据，结合大尺寸计量器具的共性问题建立一套大尺寸校准装置。该套装置的研究分两部分，第一部分是关于一维大尺寸长度校准技术的研究，通过建立“高精度大尺寸长度校准系统”，比较完整地解决了标准钢卷尺、基线尺、激光干涉仪、测距仪等的长距离校准问题；第二部分是关于激光平面校准技术的研究，在一维大尺寸长度校准的基础上提出了基于坐标面的校准策略，建立了“大尺寸平面坐标校准系统”，解决了激光跟踪仪、经纬仪组合系统等便携式坐标测量仪器的实验室校准问题。“高精度大尺寸长度校准系统”的主体是花岗岩直线导轨，总长36米，由九块花岗岩拼接而成，位于独立的地基上，并由千斤顶支撑；采用的测量标准为原美国惠普公司的长距离双频激光干涉仪，由于采用叁路激光干涉同时测长的方法，可以实时测量导轨的直线度并补偿阿贝误差，使得在工作台的任意位置上都能达到同轴同向的测量精度。“大尺寸平面坐标校准系统”以“高精度大尺寸长度校准系统”为基础，将花岗岩长导轨作为坐标面水平轴，在气浮工作台上增加了金属导轨作为坐标面竖直轴，使用两套双频激光干涉仪作为测量标准，其中原有的叁路激光干涉测长系统用来测量水平轴的运动距离；增加的一套激光干涉仪则通过一个90°转向棱镜将光路由水平轴转向竖直轴，同时测量两个轴的运动距离，并且确定了一个直角坐标光学平面，利用该光学坐标面可以直接对被校系统进行坐标比较。由于采用两轴同测的测量方案，因此两个轴的测量精度水平一致。本文还对所建立的一维和二维大尺寸校准系统进行了不确定度分析和相应的精度测试，结果表明长度校准装置的扩展不确定度优于3.2×10~(-7)(U_(95))，位于世界前列水平，坐标校准装置的扩展不确定度约为1.0×10~(-6)(U_(95))，是目前尺寸最大、精度最高的坐标面。本文所建立的两套系统完善了大尺寸计量传递体系图，解决了大尺寸计量仪器的实验室溯源问题。
黄秋红[8]2006年在《空间方位基准传递系统检测的关键技术研究》文中研究指明空间方位测定技术是确定物体或几何要素相互位置的基础，也是空间方位精密测量技术研究中的一个重要领域，基准传递系统检测的相关理论、量值传递方法与系统实现是空间方位测定技术研究的基础。 本文根据国家计量局的预研项目“编码型水准标尺的检定方法”、相关生产检定单位对不同空间方位测定器具检测方法研究与系统开发的要求，以编码型水准标尺和半导体激光仪器为实例，对传递形成空间高度基准的过程和原理进行了分析研究，对基准器具的检测方法和系统进行了研究开发和实验验证，为新型空间定位测量器具设计了检测系统、提供了可行的检测方法，并为空间定位测量器具检测规范的建立提供了理论依据。本文的主要研究内容如下： 1．研究了激光束形成点、线、面的自然基准传递类仪器的工作原理，建立了半导体激光器扫平激光轨迹和相互垂直激光轨迹的模型，提出了基于模型的空间定位基线的检测方法，研制了基线空间状态的自动检测、识别的光电系统，分析了形成空间定位基线仪器系统的误差因素，为半导体激光基准器具的检定提供了理论和方法参考。 2．分析了高程测量基本原理，在全面研究分析电子水准系统中各类编码标尺的工作机理基础上，提出了编码型水准标尺分划精度的动态瞄准测量系统方法，实验验证了所设计光电瞄准系统在动态检测编码标尺分划精度中的有效性和可靠性。 3．研发了编码型水准标尺动态检测系统，建立了系统误差模型，全面分析了编码标尺
程己农[9]2007年在《光电测距仪自动化检测系统的研究》文中提出光电测距仪作为长度测量仪器,在大地测量、普通测量和工程测量中都得到了广泛应用。光电测距仪的精度指标是影响测量结果准确可靠的主要因素。随着人们对光电测距仪检测设备的先进性、检测结果的正确性及有效性要求的日益迫切,采用原有人工移动反射镜,手动测量并记录数据的检测方法,难以保证检测精度和检测效率。针对现状,本文以高精度双频激光干涉仪作为检测基准尺,构建了光电测距仪自动化检测系统。文中分析了检测系统中影响测量工作台运动平稳性的主要因素,针对长距离检测和测量工作台驱动方式之间的矛盾,提出了以自走式检测小车作为测量工作台的解决方案,并分析了自走车设计中的注意事项。针对检测过程中导轨精度与长度之间的矛盾,采用多段导轨逐段拼接调整的方法予以解决。对步进电机选用合理的速度曲线,对其进行变速运动控制,以实现测量工作台的精确定位。研发了基于层次化结构,具有良好用户界面和完善功能的实时控制软件,实现了检测流程控制和数据处理过程的自动化。经过理论分析和实践验证,本文设计的检测系统显着提高了检测基准尺精确度、检测导轨直线度、采样点定位精度,实现了光电测距仪检测过程中数据采集、反射镜自动定位和数据处理、检测结果计算和数据管理等一系列主要工序的计算机控制一体化作业,提高了检测精度及检测效率。该检测方法的应用对各类测绘工作提供了有力的技术保障,具有重要的现实意义。
高宏[10]2003年在《非正交系坐标测量系统的原理、检定及应用研究》文中认为随着现代工业的发展，尤其是产品质量控制体系的完善，人们对几何尺寸和形状位置的检测精度、速度和效率均提出了越来越高的要求。这样就要求对检测手段和检测精度必须作广泛深入的研究，以便适应制造业，尤其是大型工业制造和大型工程建设中质量控制的需要。 本文首先介绍了目前工业常用的坐标测量方法，然后对非正交系坐标测量系统的组成和测量原理进行了系统总结。重点对非正交系坐标测量系统(经纬仪和全站仪坐标测量系统)的不确定度进行了分析，提出了非正交系坐标测量系统测量不确定度检定的原则、检定项目及检定的方法。最后，对非正交系坐标测量系统进行了开发，开发的导弹水平测量软件和发射车空间尺寸测量软件已成功应用到实际生产中。
参考文献：
[1]. 双频激光测量系统在测绘仪器检定中的应用[D]. 朱顺平. 解放军信息工程大学. 2001
[2]. 数字水准仪的原理、检定及应用研究[D]. 薛志宏. 中国人民解放军信息工程大学. 2002
[3]. 电子水准仪综合检定方法的研究[D]. 刘文军. 解放军信息工程大学. 2004
[4]. 车载移动测量系统检校技术及其精度评定方法[D]. 徐寿志. 武汉大学. 2016
[5]. 数字水准仪原理及检测方法的研究[D]. 陆优. 武汉大学. 2004
[6]. 激光跟踪仪高精度坐标测量技术研究与实现[D]. 范百兴. 解放军信息工程大学. 2013
[7]. 大尺寸计量校准技术研究及在量值传递中的应用[D]. 马骊群. 大连理工大学. 2006
[8]. 空间方位基准传递系统检测的关键技术研究[D]. 黄秋红. 西安理工大学. 2006
[9]. 光电测距仪自动化检测系统的研究[D]. 程己农. 西安理工大学. 2007
[10]. 非正交系坐标测量系统的原理、检定及应用研究[D]. 高宏. 中国人民解放军信息工程大学. 2003
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