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非正交轴系经纬仪测量系统标定和校正技术研究

谢胜文  
【摘要】:经纬仪测量系统具有测量精度较高,可以进行非接触测量以及测量系统搭建灵活等优点,在船舶制造,大尺寸单点测量等方面仍有广泛应用。使用传统经纬仪测量系统时,操作人员使用望远镜瞄靶标点,测量效率很低。近年来研究人员开展了基于视觉引导的经纬仪自动测量系统研究。但是传统的经纬仪造价较高,使得自动测量系统成本较高。另一方面,测量点距离的变化会引起视准轴光束光斑尺寸的变化,测量精度也会受到影响。近年来提出的非正交轴系激光经纬仪有望解决上述问题。非正交轴系经纬仪不需要三个轴两两正交并且交于一点,这样可以降低仪器成本。同时,原有的望远镜由具有自动调焦功能的准直激光器代替,可以降低测量距离变化导致的测量误差。由于非正交轴系经纬仪对轴的位置没有约束,非正交轴系经纬仪的数学模型更加复杂,传统经纬仪测量系统的标定方法不再适用于非正交轴系经纬仪。相比传统的经纬仪非正交轴系经纬仪的结构参数也更容易发生变化,需要对其参数进行校正以保证测量精度。本文针对非正交轴系经纬仪测量系统的标定方法和校正技术进行了研究,主要完成的工作如下:1、针对非正交轴系经纬仪的结构特点对其进行了数学建模,将仪器的参数分为内参和外参,基于其几何模型提出了一种非正交轴系经纬仪测量系统标定方法。2、为了验证标定方法的正确性,以及方便后续对非正交轴系经纬仪的仿真计算,设计了一套对非正交轴系经纬仪进行仿真的软件。3、对非正交轴系经纬仪的结构参数校正技术进行了探索。提出了一种对单个非正交轴系经纬仪视准轴进行参数校正的方法,并基于这种校正方法提出了改进方案。4、编写了测量软件,用于标定非正交轴系经纬仪测量系统的内参和外参,并进行空间点的测量。5、使用设计的仿真软件对标定方法和校正方法进行了仿真计算,同时开展了相应的实验对提出的方法进行了实验验证。


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1 谢胜文;非正交轴系经纬仪测量系统标定和校正技术研究[D];天津大学;2016年
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