大旋转角空间直角坐标转换改进模型研究

针对大旋转角三维坐标转换模型法方程系数阵病态的问题,提出中心化和自适应缩放相结合的改进模型。结合算例分析,验证了该模型能显著改善法方程系数矩阵病态性,转换参数结果稳定可靠,优于现有模型。

平面四参数坐标转换模型的改进与应用研究

采用数值分析理论讨论方阵奇异性判别的方法,针对平面四参数坐标转换模型法方程系数矩阵病态性的问题,提出中心化坐标与缩小误差方程系数相结合的方法,有效改善了法方程系数矩阵的结构与病态性,获取到稳定可靠的转换参数。通过理论与实例分析,验证了该方法简单可行,为区域工程测量中平面坐标转换提供了参考。

常用坐标系间GNSS基线向量误差转换方法研究

在GNSS控制网平差中,需将GNSS基线向量误差在不同坐标系间转换。以足够的精度推导了GNSS基线向量误差从空间直角坐标系到大地坐标系、再到高斯平面直角坐标系的严密转换公式。鉴于严密转换过程分两步进行且转换矩阵复杂,从转换过程中的全微分公式入手,将大地坐标系中的误差单位统一用长度表示,推导了基线向量误差从空间直角坐标系到大地坐标系的转换公式。在此基础上,也研究了GNSS基线向量误差从空间直角坐标系到站心直角坐标系的转换。理论和算例证明,严密公式是正确的,而后两种简化公式亦可代替严密公式,且形式更为简单。

GNSS点位误差转换方法研究

鉴于GNSS点位误差在大地坐标系和空间直角坐标系之间的转换公式复杂和参数单位不统一,借助子午圈曲率半径和平行圈半径将大地坐标系下经纬度的角度量误差转换为长度量误差,并推导形式简单且为正交矩阵的误差转换矩阵。理论和算例证明,该误差转换公式可代替现有的空间直角坐标系与高斯平面直角坐标系之间复杂的误差转换公式。

基于稳健加权总体最小二乘的点云数据圆柱面拟合

在测量中,为了对建(构)筑物的圆柱面点云数据进行建模或检测,需要精确拟合圆柱面并对拟合结果进行分析、表达。针对传统圆柱面点云数据拟合方法未考虑粗差存在和系数矩阵含有误差,导致圆柱面拟合结果不够精确的问题,提出了可自适应调整权阵的稳健加权总体最小二乘算法计算拟合参数。该算法在考虑全部观测值误差的基础上,通过激光点到圆柱面的距离确定各点的权重,以3倍标准差剔除粗差,经迭代计算最终得到稳健的拟合结果。经工程实例计算,证明该算法能有效克服粗差的影响,得到准确可靠的拟合参数估值,拟合效果优于传统拟合算法。

GNSS基线向量与点位协方差传播方法的等价性

在GNSS控制网平差和点位测量中,需将GNSS基线向量协方差和点位协方差在不同坐标系间进行传播。推导了GNSS基线向量协方差从高斯平面直角坐标系到大地坐标系、再到空间直角坐标系的严密和简化传播公式,研究了GNSS基线向量协方差和点位协方差传播的等价性和统一性。理论和算例证明,推导的传播公式是正确的,可用点位协方差传播公式代替复杂的基线向量协方差传播公式,基线向量协方差和点位协方差在空间直角坐标系与高斯平面直角坐标系间的传播,都可统一到形式简单的空间直角坐标系与站心直角坐标系间的传播。

三维激光扫描仪在场馆装饰精度控制中的应用

以某大型场馆建设工程为例,论述了三维激光扫描技术在室内装饰精度控制中的应用方案。选用FARO-FOCUS3D脉冲式三维激光扫描仪采集点云数据,借助Scene、Geomagic等软件进行处理、对比,从微观、宏观2方面控制了GRG面板安装精度,较好地提高了装饰效果与质量。

两种新的GNSS-R镜面反射点位置估计算法

基于全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)的几何关系,提出了基于地球椭球面法线的椭球面算法和基于站心坐标系的平面算法.前者将实际地球形状近似为椭球,以法线为基准线;后者以站心坐标系为参考,对于地基GNSS接收机情形,将GNSS卫星在镜面反射点和GNSS接收机处的高度角近似相等,且两种算法都满足Snell反射定律.理论和实验证明:椭球面算法只要给定镜面反射点的高程,就能确定其在实际反射面上的空间位置,能适用于GNSS接收机位于任何位置情形,且迭代次数少,仅需6次迭代,就能获得正确结果,即使镜面反射点的高程不准确,其对平面位置的影响也较小;平面算法适用于GNSS接收机靠近反射面情形,计算过程比椭球面算法更加简单,且无需迭代计算,效率更高.当GNSS接收机处于静态地基情形时,不同轨道上GNSS卫星得到的镜面反射点的平面位置轨迹形状相似,且卫星高度角越大镜面反射点越靠近,反之亦然.