天頂攝影儀傾角補(bǔ)償方式的改進(jìn)

天頂攝影儀傾角補(bǔ)償方式的改進(jìn)

0傳統(tǒng)傾角補(bǔ)償方法組成局部用于大地測量的大地測量誤差補(bǔ)償方法在大地測量中的應(yīng)用數(shù)字天頂攝影儀是一種高精度的天線跟蹤儀，具有自動化程度高、定位效率高、人跡差異影響等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于大地測量。傾角儀輸出值受溫度變化和周圍環(huán)境震動的影響，產(chǎn)生零點(diǎn)偏差和線性漂移，傳統(tǒng)的傾角補(bǔ)償方法僅通過取一次對稱拍攝時的傾角修正值的方式進(jìn)行傾角補(bǔ)償1傾斜補(bǔ)償原理傾角儀是高精度儀器，如圖1所示，能夠準(zhǔn)確敏感輸出數(shù)字化天頂攝影儀旋轉(zhuǎn)軸與垂直軸在正北與正東方向上傾斜角的分量，文獻(xiàn)為方便分析，假設(shè)傾角儀的比例系數(shù)k由文獻(xiàn)式中，A假設(shè)由位置Ⅱ轉(zhuǎn)至位置Ⅰ過程中傾角儀產(chǎn)生的線性漂移則數(shù)字化天頂攝影旋轉(zhuǎn)軸的傾斜補(bǔ)償量（Δφ式中，A根據(jù)以上相似的推導(dǎo)方法，可以得到當(dāng)傾角儀的兩敏感軸比例系數(shù)k觀察式（5）、式（6）可知，通過?、?Ⅱ觀測位置和Ⅱ-Ⅰ觀測位置傾斜修正的補(bǔ)償值，可消除轉(zhuǎn)臺由位置Ⅰ轉(zhuǎn)至位置Ⅱ和位置Ⅱ轉(zhuǎn)至位置Ⅰ過程中傾角儀的線性漂移2轉(zhuǎn)位不對稱性對傾角補(bǔ)償?shù)挠绊戅D(zhuǎn)臺是連接數(shù)字化天頂攝影儀上部結(jié)構(gòu)與下部承載結(jié)構(gòu)的重要部位，同時讓數(shù)字化天頂攝影儀具備了旋轉(zhuǎn)功能．由于安裝誤差，轉(zhuǎn)軸鋼珠受擠壓、摩擦等影響，使得轉(zhuǎn)臺在旋轉(zhuǎn)過程中存在轉(zhuǎn)位誤差．假設(shè)數(shù)字化天頂攝影儀在初始位置傾角儀的X、Y軸的輸出值為m在旋轉(zhuǎn)角θ=180°時，數(shù)字化天頂攝影儀旋轉(zhuǎn)軸的傾斜分量為假設(shè)轉(zhuǎn)臺的不對稱誤差為Δθ，將其代入式（7）可得則聯(lián)立式（8）與式（10）可得式（11）即為轉(zhuǎn)位不對稱性誤差對旋轉(zhuǎn)軸傾斜分量影響的表達(dá)式，Δθ的單位為弧度．在Δθ轉(zhuǎn)位誤差情況下，數(shù)字化天頂攝影儀旋轉(zhuǎn)軸的傾角補(bǔ)償（Δφ式中，A為方位角．在轉(zhuǎn)位不對稱性誤差Δθ影響下，旋轉(zhuǎn)軸天文經(jīng)緯度傾角補(bǔ)償?shù)淖兓浚éな街校?管理狀況對傾角補(bǔ)償?shù)挠绊懹晌墨I(xiàn)式中，φ令X=[Δβ，Δk式中，則參數(shù)值的標(biāo)定值為由式（14）可知，Δφ由最小二乘法可得由式（20）可知傾角儀的狀態(tài)參數(shù)發(fā)生變化，采用變化后的狀態(tài)參數(shù)，將會對天頂攝影儀的傾角補(bǔ)償產(chǎn)生影響．4測點(diǎn)位置誤差的影響為分析各影響因素對數(shù)字化天頂攝影儀傾角補(bǔ)償?shù)挠绊?，將天頂攝影儀在測站點(diǎn)進(jìn)行定位實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中采用的傾角儀型號為徠卡Nivel210，其量程為±410為分析零點(diǎn)偏差與線性漂移對傾角補(bǔ)償?shù)挠绊懀砸粋€對稱位置為解算單元，即有1-2、3-4、5-6、7-8、9-10、11-12、13-14、15-16這八個解算單元．在實(shí)驗(yàn)過程中分別采用文獻(xiàn)由圖4分析可知，采用Ⅰ-Ⅱ觀測位置和Ⅱ-Ⅰ觀測位置傾角修正求平均的方式進(jìn)行傾角補(bǔ)償，可將傾角儀的零點(diǎn)偏差與線性漂移消除，對數(shù)字化天頂攝影儀的定位精度的提高具有幫助．采用傳統(tǒng)傾角補(bǔ)償方式得到的定位結(jié)果，其天文經(jīng)度中誤差為0.337由表1可知，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)位不對稱誤差直接影響天頂攝影儀旋轉(zhuǎn)軸的測量準(zhǔn)確度，為保證旋轉(zhuǎn)軸的傾角補(bǔ)償?shù)臏y量精度，在數(shù)字化天頂攝影儀調(diào)平狀態(tài)在10為研究位置誤差與數(shù)字化天頂攝影儀定位精度相當(dāng)時，測站點(diǎn)位置誤差對傾角補(bǔ)償?shù)挠绊?，首先在測站點(diǎn)（108.121228°，33.316016°）進(jìn)行3個定位循環(huán)的拍攝，對這24對稱單元進(jìn)行定位解算來確定數(shù)字化天頂攝影儀的定位精度，以此作為測站點(diǎn)的位置誤差如表2所示．首先在測站點(diǎn)無誤差情況下進(jìn)行傾角儀狀態(tài)參數(shù)的標(biāo)定，結(jié)果如表3所示，然后對測站點(diǎn)天文經(jīng)度λ由表4分析可知，方向角之差在0.21°以內(nèi)，比例系數(shù)之差Δk實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在測站點(diǎn)存在與儀器自身定位精度相當(dāng)?shù)恼`差情況下標(biāo)定的傾角儀參數(shù)，與測站點(diǎn)無誤差情況下標(biāo)定的參數(shù)都用于旋轉(zhuǎn)軸的傾角補(bǔ)償，兩種情況下得到的傾角補(bǔ)償值基本相同，由此可知，當(dāng)測站點(diǎn)存在與儀器自身定位精度相當(dāng)?shù)恼`差時，使用數(shù)字化天頂攝影儀進(jìn)行定位測量的同時，可進(jìn)行傾角儀的狀態(tài)參數(shù)的標(biāo)定．避免了傾角儀狀態(tài)參數(shù)的標(biāo)定只能在特定測站點(diǎn)（高精度基本天文點(diǎn)）上進(jìn)行的缺陷，提高了儀器使用的靈活性．5轉(zhuǎn)位不對稱性誤差對傾角補(bǔ)償?shù)挠绊戇x?、?Ⅱ觀測位置和Ⅱ-Ⅰ觀測位置傾角補(bǔ)償?shù)钠骄?，成功消除了零點(diǎn)偏差與線性漂移誤差的影響，提高了天頂攝影儀的