激光跟踪仪的双面互瞄定向

使用传统公共点定向方法很难在狭小、受限空间下完成对大尺寸测量仪器的定向,故本文提出了一种受限空间下球坐标测量系统的双面互瞄定向方法,并以激光跟踪仪为例进行了理论分析和实验验证。该方法结合激光跟踪仪的测量原理和使用特点,通过激光跟踪仪本体测头的运动特性构建几何约束,仅要求测量仪器之间相互可视,便可依靠较小公共视场完成仪器定向。阐述了该方法的数学建模过程,研究了定向优化算法,并在上海光源环形测量控制网建立过程中进行了相关实验验证。结果表明:该方法在仪器相距5m以内时,参考点转站误差优于0.12mm,定向旋转角误差不超过1.5″。与频繁转站的传统方法相比,可在保证精度的同时,极大地提高现场测量效率。该方法亦可推广应用于其它单站坐标测量系统。

用于精密坐标传递的二联激光跟踪仪系统

为了实现受限空间内的精密坐标传递,建立了二联激光跟踪仪测量系统,并设计了其施测及数据处理方法。首先,对Leica AT402激光跟踪仪进行改装,在其提手上安装能够放置球棱镜的靶座,并精确标定球棱镜中心与仪器中心的高差,称它为垂向偏心差。然后,两台激光跟踪仪自由设站,双面互瞄对方提手上的球棱镜,并依据垂向偏心差将互瞄观测值改化至仪器中心,得到仪器中心之间的互瞄观测值。两台仪器分别测量可视范围内的目标点,当两台仪器能够观测到足够数量的公共点时,可利用公共点和互瞄观测值共同传递坐标和方位;当无公共点时,可利用激光跟踪仪之间的互瞄观测值传递坐标和方位。在上海光源的工程控制网内开展了测量实验,结果表明:当相邻测站有公共点时,该系统能提高坐标转换的精度;当无公共点时,在9 m的距离上,坐标传递精度优于0.22 mm,定向旋转角精度接近1″。该系统可应用于三维工程控制网的测量,尤其适用于通视条件差的精密坐标传递场景。