光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术演示教学
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使用电子经纬仪进行测绘定位的操作方法一、引言随着科技的不断进步,测绘工作也在逐渐向数字化、自动化方向发展。
电子经纬仪作为测绘领域中的先进设备之一,可以实现高精度的测量和定位功能。
本文将介绍使用电子经纬仪进行测绘定位的操作方法,帮助读者深入了解这一工具的使用技巧。
二、电子经纬仪的基本原理电子经纬仪是一种利用卫星定位系统(GNSS)进行测量和定位的设备。
它通过接收来自卫星的信号,计算出观测点的坐标,并提供高精度的位置信息。
三、仪器准备在使用电子经纬仪进行测绘定位之前,需要进行一些准备工作。
首先,确保电子经纬仪的电量充足,并检查设备的完整性和连接性。
其次,选择一个开阔的、视野良好的测量点,以便接收卫星信号。
最后,根据测绘任务的要求,设置好电子经纬仪的工作模式和参数。
四、信号接收和测量当电子经纬仪处于工作状态时,它将开始接收卫星信号并进行测量。
在测量过程中,保持仪器的稳定和水平,避免外界干扰。
在信号接收良好的情况下,电子经纬仪将自动进行观测和测量,并显示当前位置的坐标。
根据需要,可以进行多组观测,以提高定位的准确性。
五、数据处理和分析测量完成后,需要对所得到的数据进行处理和分析。
将测量数据导入计算机或移动设备,并使用专业的测绘软件进行数据处理。
通过比对多组观测数据,可以得到更准确的位置信息,并进行误差校正和精度评估。
此外,还可以将测量结果与地理信息系统(GIS)进行集成,以进一步分析和应用。
六、误差控制和精度提升在测绘定位过程中,误差是无法完全避免的。
然而,通过有效的误差控制和精度提升方法,可以将误差控制在可接受范围内。
一种常用的方法是进行差分测量,即将基准站的观测数据与移动站的数据进行比较,从而消除部分误差。
此外,还可以使用辅助设备如水准仪进行高程控制,进一步提高定位的精度。
七、技巧与注意事项在使用电子经纬仪进行测绘定位时,有一些技巧和注意事项需要牢记。
首先,保持仪器的稳定和水平是非常重要的,可以使用三脚架或支架来固定仪器。
光电经纬仪使用方法
光电经纬仪是一种测量地球上某一点的经度和纬度的仪器,通常用于航空、摄影测量、地图制作等领域。
其使用方法如下:
1. 设置仪器:首先需要将光电经纬仪放置在一个平稳的平台上,并调整仪器使其水平。
接着将仪器的准线指向北方,并转动仪器使其指向地平线。
2. 对准目标:使用准线对准待测点,确保准线的方向与点的方向一致。
3. 测量数据:使用仪器上的望远镜或光柱测量待测点的角度并记录下来。
4. 计算结果:根据测量得到的角度数据,可以利用数学公式或专业软件来计算出待测点的经度和纬度。
5. 校正和重复测量:进行一系列的测量,利用平均值来校正误差,并确保测量的准确性。
总之,光电经纬仪的使用方法需要一定的实践经验和专业知识,使用者需要在实际操作中不断积累经验,提高测量的准确性和精度。
《光电测量技术》课程读书报告光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术院(系)名称:电气工程及自动化学院专业名称:自动化测试与控制系目录第1章绪论.............................................. 错误!未定义书签。
1.1课题背景及研究意义 01.2国内外光电经纬仪技术的研究现状 01.3光电经纬仪测速方法和应用现状 (2)23 第44567 第883.3本章小结 (9)参考文献................................................. 错误!未定义书签。
第1章绪论1.1 课题背景及研究意义现代化靶场上的武器控制系统、激光通讯设备或者是天文观测仪器中,为了迅速地发现并精确地跟踪目标,都需要安装光电捕获跟踪与瞄准装置。
光电经纬仪作为既能记用是今后该领域研究的目标和方向。
1.2 国内外光电经纬仪技术的研究现状光电经纬仪作为现代化靶场最基本的光电测量仪器,被广泛应用于航空航天以及武器试验等军事科研领域。
从60年代初期开始,国内的一些研究所和高校开始自己研制靶场试验专用光电经纬仪。
其中,最具有代表性的研制单位是长春光机所和成都光电所,这两个研究所研制的靶场专用大型光电经纬仪代表了国内光电经纬仪技术的最高水平[5]。
图1.1 光电经纬仪60年代中期,长春光机所就己经研制了第一台光学电影经纬仪。
60年代末,第二台光学电影经纬仪成功问世,这台经纬仪安装了光学轴角编码器,并且可以实时地对外输出测量角度值。
在70年代生产的经纬仪,己经采用激光测距仪实现激光测距的功能,并且安装有电视实时记录目标序列图像[6]。
80年代中期的第四代光学电影经纬仪,己经的K-400,RADOT,KINETO,MAST等[8]。
在现代化靶场上,光电经纬仪的工作状态主要有两种:固定站形式和活动站形式。
而活动站的工作状态又分为两种:一种是把光电经纬仪安装在车载平台上;一种是把光电经纬仪直接安装到轮船的甲板上。
《光电测量技术》课程读书报告光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术院(系)名称:电气工程及自动化学院专业名称:自动化测试与控制系学生学号:学生姓名:指导教师:哈尔滨工业大学2016年11月目录第1章绪论 ................................................................................................ 错误!未定义书签。
1.1课题背景及研究意义 01.2国内外光电经纬仪技术的研究现状 01.3光电经纬仪测速方法和应用现状 (2)1.4报告主要研究内容及结构安排 (3)1.5本章小结 (4)第2章跟踪测量理论基础 ........................................................................ 错误!未定义书签。
2.1常用坐标系及坐标转换 (5)2.1.1地心坐标系 (5)2.1.2跑道坐标系 (6)2.1.3测量坐标系 (6)2.1.4辅助坐标系 (7)2.2直角坐标系之间的转换 (7)2.3目标空间定位方法 (8)2.3.1单站定位 (8)2.3.2双站交会定位 (9)2.3.3纯测距信息定位 (10)2.4本章小结 (10)第3章光电跟踪测量 ................................................................................ 错误!未定义书签。
3.1激光测距仪 (11)3.2单站双站综合测量 (12)3.3本章小结 (13)参考文献..................................................................................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论1.1 课题背景及研究意义现代化靶场上的武器控制系统、激光通讯设备或者是天文观测仪器中,为了迅速地发现并精确地跟踪目标,都需要安装光电捕获跟踪与瞄准装置。
经纬仪操作方法步骤图解引用在这里经纬仪操作方法步骤详解图解添加日志标题经纬仪操作方法步骤详解图解步骤图解 1 、连接螺旋:旋紧连接螺旋,将仪器固定在三脚架上。
2、调节三脚架:将三脚架打开,调节高度适中,三条架腿分别处于测站周围。
如果地面松软,应将架腿踩实。
3、光学对中器:调节光学对中器的目镜和物镜,使地面清晰成像。
4、脚螺旋:调节脚螺旋,将仪器精确整平。
5、水平制动螺旋:旋紧水平制动螺旋,照准部被固定。
望远镜无法在水平方向内转动。
6、水平微动螺旋:水平制动螺旋旋紧后,旋转水平微动螺旋,照准部在水平方向内微微转动。
7、竖直制动螺旋:旋紧竖直制动螺旋,望远镜被固定在支架上无法转动。
8、目镜调焦螺旋:转动目镜调焦螺旋,使十字丝清晰。
9、水平度盘反光镜:调整水平度盘反光镜,读书窗内数字明亮。
1 0、竖直度盘反光镜:调整竖直度盘反光镜,使读数窗内读数明亮。
11 、读数显微镜:调节读数显微镜,使读书清晰。
1 2、配盘手轮:调整配盘手轮,改变水平度盘读数。
水准仪操作步骤方法详解图解发布: 2009-1 0-06 09:32 | 作者: admin | 查看: 4次水准仪操作步骤方法详解图解步骤图解 1 、安放三角架:调节三脚架腿至适当高度,尽量保持三脚架顶面水平。
如果地面松软,应将架腿踩入土中。
2、连接螺旋:旋紧连接螺旋,将水准仪和三脚架连接在一起。
3、脚螺旋:调节脚螺旋,使圆水准气泡居中。
4、制动螺旋:旋紧制动螺旋,望远镜被固定。
5、水平微动螺旋:在制动螺旋旋紧后,调节水平微动螺旋,望远镜在水平方向内微小转动。
6、目镜调焦螺旋:调节目镜调焦螺旋,使十字丝清晰成像。
7、物镜调焦螺旋:旋转物镜调焦螺旋,使远处物体清晰成像。
第四章第一节钢尺量距发布: 2009-1 0-1 5 1 4:1 5 | 作者: admin | 查看: 1 8次第一节钢尺量距一、量距的工具 1.钢尺钢尺是用薄钢片制成的带状尺,可卷入金属圆盒内,故又称钢卷尺。
经纬仪的用法1、HR—右旋(顺时针)水平角,HL—左旋(逆时针)水平角。
2、经纬仪的操作步骤(光学对中法)1 、架设仪器:将经纬仪放置在架头上,使架头大致水平,旋紧连接螺旋。
2 、对中:目的是使仪器中心与测站点位于同一铅垂线上。
可以移动脚架、旋转脚螺旋使对中标志准确对准测站点的中心。
3 、整平:目的是使仪器竖轴铅垂,水平度盘水平。
根据水平角的定义,是两条方向线的夹角在水平面上的投影,所以水平度盘一定要水平。
粗平:伸缩脚架腿,使圆水准气泡居中。
检查并精确对中:检查对中标志是否偏离地面点。
如果偏离了,旋松三角架上的连接螺旋,平移仪器基座使对中标志准确对准测站点的中心,拧紧连接螺旋。
精平:旋转脚螺旋,使管水准气泡居中。
4 、瞄准与读数:①目镜对光:目镜调焦使十字丝清晰。
②瞄准和物镜对光:粗瞄目标,物镜调焦使目标清晰。
注意消除视差。
精瞄目标。
③读数:调整照明反光镜,使读数窗亮度适中,旋转读数显微镜的目镜使刻划线清晰,然后读数。
现在很多都是使用全站仪,全站仪的使用(以拓普康全站仪为例进行介绍)介绍:(1)测量前的准备工作1)电池的安装(注意:测量前电池需充足电)①把电池盒底部的导块插入装电池的导孔。
②按电池盒的顶部直至听到“咔嚓”响声。
③向下按解锁钮,取出电池。
2)仪器的安置。
①在实验场地上选择一点,作为测站,另外两点作为观测点。
②将全站仪安置于点,对中、整平。
③在两点分别安置棱镜。
3)竖直度盘和水平度盘指标的设置。
①竖直度盘指标设置。
松开竖直度盘制动钮,将望远镜纵转一周(望远镜处于盘左,当物镜穿过水平面时),竖直度盘指标即已设置。
随即听见一声鸣响,并显示出竖直角。
②水平度盘指标设置。
松开水平制动螺旋,旋转照准部360,水平度盘指标即自动设置。
随即一声鸣响,同时显示水平角。
至此,竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。
注意:每当打开仪器电源时,必须重新设置和的指标。
4)调焦与照准目标。
操作步骤与一般经纬仪相同,注意消除视差。
光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术《光电测量技术》课程读书报告光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术院(系)名称:电气工程及自动化学院专业名称:自动化测试与控制系学生学号:学生姓名:指导教师:哈尔滨工业大学2016年11月目录第1章绪论 ................................................................................................ 错误!未定义书签。
1.1课题背景及研究意义 01.2国内外光电经纬仪技术的研究现状 01.3光电经纬仪测速方法和应用现状 (2)1.4报告主要研究内容及结构安排 (3)1.5本章小结 (4)第2章跟踪测量理论基础 ........................................................................ 错误!未定义书签。
2.1常用坐标系及坐标转换 (5)2.1.1地心坐标系 (5)2.1.2跑道坐标系 (6)2.1.3测量坐标系 (6)2.1.4辅助坐标系 (7)2.2直角坐标系之间的转换 (7)2.3目标空间定位方法 (8)2.3.1单站定位 (8)2.3.2双站交会定位 (9)2.3.3纯测距信息定位 (10)2.4本章小结 (10)第3章光电跟踪测量 ................................................................................ 错误!未定义书签。
3.1激光测距仪 (12)3.2单站双站综合测量 (13)3.3本章小结 (14)参考文献..................................................................................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论1.1 课题背景及研究意义现代化靶场上的武器控制系统、激光通讯设备或者是天文观测仪器中,为了迅速地发现并精确地跟踪目标,都需要安装光电捕获跟踪与瞄准装置。
光电经纬仪作为既能记录目标的运动姿态,又能实现对目标高精度空间测量的靶场光电跟踪测量设备,具有测量精度高、事后可复现、直观性强等优点,因此,在靶场跟踪测量领域得到了广泛的应用[1]。
为了精确地跟踪运动目标,一旦确定运动目标之后,需要将目标的运动轨迹以及运动状态记录下来。
而运动目标的外弹道测量数据主要包括两方面的内容:第一,运动姿态;第二,弹道数据:如目标在各跟踪测量时刻的空间位置坐标、速度、距离、航迹倾角、航迹偏角等等[2]。
得到目标在当前时刻的速度,对于分析目标的空间运动特性、几何特性、物理特性以及后续跟踪测量时刻对目标的识别、运动过程的模拟仿真、航迹测量等具有非常重要的意义[3]。
在靶场试验中,光电经纬仪对运动目标进行跟踪测量时,只能测得目标在各跟踪时刻的方位角和俯仰角,不能直接输出目标的速度测量值。
因此,本文主要针对光电经纬仪不能直接测得跟踪目标的速度值这一问题,开展了光电测量仪器的测速误差分析及提高精度方法这一研究。
利用光电经纬仪输出的方位角和俯仰角的角度值,以及加装激光距仪输出的目标距光电经纬仪的距离,采用相应的数学算法获取目标的速度、加速度与测量时间的函数关系,据此外推目标在下一时刻的空间位置坐标、速度和加速度等运动参数[4]。
将目标的速度参数反馈给光电经纬仪自身的伺服控制系统,作为目标继续跟踪捕获的参考。
这在光电跟踪测量领域中,对提高光电经纬仪的跟踪测量精度具有非常重要的现实意义,也是今后该领域研究的目标和方向。
1.2 国内外光电经纬仪技术的研究现状光电经纬仪作为现代化靶场最基本的光电测量仪器,被广泛应用于航空航天以及武器试验等军事科研领域。
从60年代初期开始,国内的一些研究所和高校开始自己研制靶场试验专用光电经纬仪。
其中,最具有代表性的研制单位是长春光机所和成都光电所,这两个研究所研制的靶场专用大型光电经纬仪代表了国内光电经纬仪技术的最高水平[5]。
图1.1 光电经纬仪60年代中期,长春光机所就己经研制了第一台光学电影经纬仪。
60年代末,第二台光学电影经纬仪成功问世,这台经纬仪安装了光学轴角编码器,并且可以实时地对外输出测量角度值。
在70年代生产的经纬仪,己经采用激光测距仪实现激光测距的功能,并且安装有电视实时记录目标序列图像[6]。
80年代中期的第四代光学电影经纬仪,己经采用集成电路、微处理机等技术,可以实现变焦距捕获电视、红外、程序引导等多种跟踪手段,并且具有跟踪精度高、测量距离远等优点。
如今,在崭新的21世纪,长春光机所所生产的全新光电经纬仪不仅安装了全波段传感器,而且具有大口径、测量精度高、作用距离远的优点,能够全天候的工作,并且具有一定的对抗功能,在靶场光电跟踪测量领域,光电经纬仪己经成为了必不可少的试验工具。
国外的导弹试验靶场配备的光电经纬仪不仅数量多、测量精度高,而且更新换代速度非常快。
图1.2是美国的靶场光电经纬仪正在对发射的导弹进行跟踪测量试验的图片。
图1.2 国外的光电测量系统早在1791年,英国的威廉·康格里夫就在英格兰伍尔威奇兵工厂用小型望远镜跟踪了射程高达4570m的“康格里夫”火箭。
而真正开创了光学测量界先河的是美国的戈达德夫人,她在1926年,用锡尼柯达摄影机对罗伯特H-戈达德博士的液体火箭研制过程做了摄影记录[7]。
1937年,德国的冯布劳恩用阿斯卡尼亚经纬仪加装16mm的摄影机,用于320公里试验射程的V-2火箭轨迹的拍摄。
在1940年,第一台电影经纬仪(KTH-41)正式装备德国的佩内明德试验靶场。
至20世纪70年代初,美国的太平洋导弹靶场就己经装备了23台电影经纬仪,而大西洋导弹靶场仅次于太平洋导弹靶场。
1993年,美国的Boeing Duluth公司研制出了高性能光电测量系统,它具有反应速度快、体积小、质量轻等特点。
国外光电经纬仪的型号主要有KTH-500,RA-SUM,EOTS,GEODSS,K-400,RADOT,KINETO,MAST等[8]。
在现代化靶场上,光电经纬仪的工作状态主要有两种:固定站形式和活动站形式。
而活动站的工作状态又分为两种:一种是把光电经纬仪安装在车载平台上;一种是把光电经纬仪直接安装到轮船的甲板上。
国内靶场的光电经纬仪大都采用固定地基式的工作方式,这种安装方式虽然机动性能差,但钢筋混凝土结构的地基可以使光电经纬仪平稳地工作,且带动误差小。
因此,光电经纬仪在跟踪测量过程中产生的测量误差也比较小。
本文主要的研究对象是新型具有激光距功能的固定站式大型光电经纬仪。
1.3 光电经纬仪测速方法和应用现状在靶场上,光电经纬仪对目标进行跟踪测量时,跟踪精度与响应速度是其实现精密跟踪的关键,而获取目标的运动特性是跟踪系统的主要技术要求。
其中,目标的运动特性主要包括目标的距离、空间位置坐标、速度及加速度等。
因此,获得目标的速度并提高其测量精度,这在光电经纬仪的目标跟踪测量过程中具有非常重要的意义。
通过阅读大量的国内外文献:发现以往光电经纬仪对目标进行跟踪测量试验时,对目标的测速方法和测速精度方面的研究,都是基于目标图像处理或姿态测量等问题,没有进行过系统的研究,并且从没有在真正的意义上提出过测量目标速度及提高其测量精度等方面的研究课题。
而且在光电经纬仪的跟踪测量系统技术指标一览表上,也从没有提出过其对目标速度的测量精度这一技术指标。
因此,通过光电经纬仪输出的测量数据,计算测量目标的速度、对测速误差来源进行分析及提出提高测速精度的方法显得尤为重要。
由于光电经纬仪不能直接输出运动目标的速度,因此,为了获取跟踪目标的速度及其测量精度,需要对光电经纬仪输出的测量数据进行数据处理。
首先,根据光电经纬仪输出的测量数据计算目标的空间位置坐标。
其次,采用曲线拟合的方法拟合目标的运动轨迹。
最后,对目标的轨迹函数进行微分运算,即可得到对应的速度值。
综上,获得了目标的速度值之后,根据函数误差传递原理及误差合成原理分析经纬仪测量误差对速度精度的影响因子。
1.4 报告主要研究内容及结构安排本文主要针对靶场试验用光电经纬仪不能实时输出跟踪目标的速度这一问题展开研究。
利用光电经纬仪输出的目标方位角、俯仰角以及目标距离信息,首先通过坐标计算和坐标转换得到目标的空间位置。
其次,采用相应的曲线拟合算法得到目标的运动轨迹曲线函数。
最后,通过微分运算得到目标的速度,并分析测速误差的来源,及测量误差对测速精度的影响因子。
因此,本论文的主要研究内容包括以下五个章节:第一章为绪论。
主要介绍了本课题的研究背景和意义,以及光电经纬仪技术的研究现状。
重点分析了光电经纬仪测速方法、理论及应用的研究现状和问题。
最后介绍了本文的主要研究内容及结构安排。
第二章主要介绍了目标跟踪测量的理论基础。
首先阐述了目标空间定位过程中常用的坐标系及其坐标转换方法。
其次论述了目前常用的目标空间定位方法及理论,为后面第三章的研究内容做好了铺垫。
最后是对第二章节的总结,阐述了基础理论知识的重要性。
第三章给出了测量目标速度的相关算法。
通过第二章对于不同分类方法的介绍,提出了光电跟踪测量中目标空间定位的方法一单站双站综合测量方法,在一定程度上提高了空间定位精度,减小了测速误差。
其次,提出了采用三次样条插值方法拟合目标运动轨迹。
区别于之前的方法,减少了因轨迹拟合过程中带来的拟合残差,使后续对速度的误差分析变得更加简单。
1.5 本章小结本章主要介绍了报告的研究背景和意义、国内外光电经纬仪技术的研究现状,以及光电跟踪测量系统测速的方法、理论应用和工程应用,在此基础上,提出了本文的主要研究内容及结构安排。
第2章 跟踪测量理论基础2.1 常用坐标系及坐标转换2.1.1地心坐标系地心坐标系是全球统一的坐标系,它包括地心球面坐标系、地心空间直角坐标系、地心大地坐标系三种。
地心坐标系以地球的质心作为坐标原点,以与大地水准面实现最佳密合的地球椭球面作为其基准面。
地心坐标系对航空航天技术、远程跟踪控制技术以及地球科学研究等都具有十分重要的意义,尤其对靶场光电跟踪测量设备而言,地心坐标系作为坐标转换的一个重要中间媒介,起着无可替代的作用。
在光测事后数据处理中,地心空间直角坐标系更适用于光电经纬仪测量数据的处理,因此,本文所涉及的地心坐标系均为地心空间直角坐标系[9]。
图2.1 地心空间直角坐标系如图2.1所示,a O 为地球中心,是地心空间直角坐标系的坐标原点。
a Z 轴是地球自转的旋转轴,指向地球自转轴的方向。
a X 轴与a Z 轴垂直,由地心指向起始大地子午面与赤道的交点。
a Y 轴位于赤道面上,a X 轴与a Y 轴共同构成赤道面,a X 、a Y 与a Z 三轴符合右手定则[10]。