[發明專利]一種附有高程約束的三維平差方法及裝置

在審

• 申請號: 202110854363.1
• 申請日: 2021-07-23
• 公開（公告）號: CN113761709A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 王小龍;康玲;董嵐;李波;門玲鸰;羅濤;王銅;梁靜;何振強;柯志勇;馬娜;盧尚;韓圓穎;閆路平;劉曉陽;閆皓月;張露彥;李春華;吳蕾;沈建新;張曉輝
• 申請（專利權）人: 散裂中子源科學中心;中國科學院高能物理研究所;中國科學院大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/11;G06F17/16;G06F111/04
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 廖金暉;彭家恩

一種附有高程約束的三維平差方法及裝置，在傳統三維平差算法的基礎上提出了一種附有高程約束的三維平差方法，以解決三維平差結果扭曲問題，并給出了相應的高程約束方程構建方法，本發明以大地水準面作為測量和數據處理的基準，能夠有效抑制誤差累積現象，提高三維平差精度。

技術領域

本發明涉及三維平差技術領域，具體涉及一種附有高程約束的三維平差方法、裝置和計算機介質。

背景技術

三維坐標測量儀器在工程測量中得到了廣泛的應用，這類儀器的特點是自動化程度高，集成了距離、水平角、垂直角測量功能，能夠根據距離、角度觀測值自動計算出測站坐標系下被測點的X、Y、Z三維坐標。

在大型工程測量中，目標點通常分布范圍很廣，無法在一個測站中完成全部目標點測量，需要應用三維坐標測量儀器采用多站搭接測量的方法完成全部目標點的測量。在每個測站中儀器都是在各自測站坐標系下對目標點進行觀測，各個測站的坐標系并不統一，所得目標點測量值也不是一套統一坐標系下的坐標值，需要采用平差算法對全部測量數據進行計算，才能將這些坐標數據整合到一個統一坐標系中，得到某一給定坐標系下目標點的坐標值。

三維觀測數據采用三維平差算法最為合理，但是三維平差在計算過程中容易產生誤差累積現象，導致平差結果扭曲變形，嚴重偏離真實值。

發明內容

針對上述傳統三維平差在計算過程中容易產生誤差積累現象，導致平差結果扭曲變形，嚴重偏離真實值的問題，本發明提供一種附有高程約束的三維平差方法及裝置。

根據第一方面，一種實施例中提供一種附有高程約束的三維平差方法，包括：

選取測區內若干點作為高程約束控制點；

測量全部目標點和所述高程約束控制點；

獲取所述高程約束控制點相對于基準點的水準高差值；

根據預設的附有高程約束的三維平差數學模型計算待求參數的最優估值。

在一實施例中，所述選取測區內若干點作為高程約束控制點包括：

選取測區內若干目標點作為高程約束控制點，或，在測區內另外布設若干高程約束控制點。

在一實施例中，所述測量全部目標點和所述高程約束控制點包括：

應用三維坐標測量儀器按照多站搭接測量方法完成全部目標點和高程約束控制點的測量。

在一實施例中，所述每一測站都以當地垂線方向為基準置平儀器，建立水平測站坐標系得到水平坐標系下測量點的觀測值。

在一實施例中，所述獲取所述高程約束控制點相對于基準點的水準高差值包括：

使用三維坐標測量儀器觀測到的高程約束控制點的斜距和垂直角計算出該點相對于測站坐標系原點的水準高差值，此時高差基準點為測站坐標系原點。

在一實施例中，所述獲取所述高程約束控制點相對于基準點的水準高差值包括：

應用水準儀和水準尺觀測到的高程約束控制點之間的水準高差，指定任意一高程約束控制點為基準點即可得到其他高程控制點相對于該點的水準高差值。

在一實施例中，所述獲取所述高程約束控制點相對于基準點的水準高差值包括：

在測區內布設靜力水準系統，選擇測區內一點作為基準點，使用所述靜力水準系統測量高程約束點相對于基準點的水準高差值。

在一實施例中，所述根據預設的附有高程約束的三維平差數學模型計算待求參數的最優估值包括：

獲取裝置坐標系中坐標與測站坐標系中坐標變換函數式，所述裝置坐標系為平差后點坐標所在的坐標系；