目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 精密工程測(cè)量的定義和特點(diǎn) 1
1.1.1 精密工程測(cè)量的定義 1
1.1.2 精密工程測(cè)量的特點(diǎn) 1
1.2 精密工程測(cè)量服務(wù)的主要領(lǐng)域 2
1.3 我國精密工程測(cè)量進(jìn)展 3
1.3.1 粒子加速器工程精密測(cè)量技術(shù) 3
1.3.2 射電天文望遠(yuǎn)鏡精密測(cè)量技術(shù) 4
1.3.3 精密工程測(cè)量儀器和系統(tǒng) 5
1.4 前景與展望 7
1.4.1 工程需求 7
1.4.2 技術(shù)創(chuàng)新 8
思考與練習(xí) 9
第2章 精密工程控制網(wǎng) 10
2.1 平面控制網(wǎng)計(jì)算基準(zhǔn)面選定方法 10
2.1.1 計(jì)算基準(zhǔn)面選定經(jīng)驗(yàn) 11
2.1.2 基準(zhǔn)面對(duì)水平方向觀測(cè)值的影響 12
2.1.3 基準(zhǔn)面對(duì)距離觀測(cè)值的影響 13
2.1.4 基準(zhǔn)面選取規(guī)則 17
2.2 控制網(wǎng)的精度指標(biāo) 18
2.2.1 整體精度指標(biāo) 19
2.2.2 局部精度指標(biāo) 20
2.3 控制網(wǎng)的可靠性指標(biāo) 25
2.3.1 可靠性矩陣與多余觀測(cè)分量 25
2.3.2 數(shù)據(jù)探測(cè)法 26
2.3.3 內(nèi)可靠性指標(biāo) 29
2.3.4 外可靠性指標(biāo) 29
2.4 基準(zhǔn)與基準(zhǔn)變換 30
2.4.1 測(cè)量控制網(wǎng)基準(zhǔn)的概念 30
2.4.2 高程網(wǎng)的基準(zhǔn)與基準(zhǔn)方程 31
2.4.3 平面邊角網(wǎng)的基準(zhǔn)與基準(zhǔn)方程 33
2.4.4 基準(zhǔn)變換 35
2.4.5 基準(zhǔn)變換公式的應(yīng)用 36
2.5 平面直伸網(wǎng)平差 37
2.6 平面環(huán)形控制網(wǎng) 39
2.7 三聯(lián)全站儀法建立精密三維導(dǎo)線 42
2.7.1 三聯(lián)全站儀法 43
2.7.2 基于三聯(lián)全站儀法的三維導(dǎo)線 46
2.7.3 試驗(yàn)與分析 49
思考與練習(xí) 52
第3章 精密角度測(cè)量 53
3.1 光*度盤測(cè)角原理 53
3.1.1 光柵與莫爾條紋 53
3.1.2 光柵度盤測(cè)角裝置及其測(cè)量原理 55
3.2 碼區(qū)度盤測(cè)角原理 57
3.2.1 二進(jìn)制編碼度盤測(cè)角 58
3.2.2 葛萊碼盤測(cè)角 59
3.2.3 電子測(cè)微技術(shù) 60
3.3 條碼度盤測(cè)角原理 62
3.4 動(dòng)態(tài)度盤測(cè)角原理 62
3.5 電子度盤測(cè)角原理的比較 64
3.5.1 測(cè)量原理 64
3.5.2 關(guān)機(jī)后角度信息 64
3.5.3 度盤測(cè)角誤差 64
3.5.4 儀器轉(zhuǎn)動(dòng)速度 65
3.6 iGPS測(cè)角原理 65
3.6.1 iGPS測(cè)量簡介 65
3.6.2 測(cè)角原理 66
思考與練習(xí) 68
第4章 精密距離測(cè)量 69
4.1 電磁波測(cè)距 69
4.1.1 脈沖法測(cè)距 69
4.1.2 相位法測(cè)距 71
4.2激光干涉測(cè)距 78
4.2.1 激光干涉測(cè)量原理 79
4.2.2 單頻激光干涉測(cè)距 80
4.2.3 雙頻激光干涉測(cè)距 84
4.3 激光三角法測(cè)距 84
4.3.1 斜射式激光三角法 85
4.3.2 直射式激光三角法 86
4.3.3 Scheimpflug 條件 86
4.4 光學(xué)頻率梳測(cè)距 87
4.4.1 光學(xué)頻率梳概念及其特性 88
4.4.2 基于光學(xué)頻率梳的測(cè)距技術(shù) 88
4.5 量子精密測(cè)距 89
4.5.1 脈沖式量子精密測(cè)距 89
4.5.2 量子照明 89
4.5.3 干涉式量子精密測(cè)距 90
思考與練習(xí) 91
第5章 精密高差測(cè)量 92
5.1 電子水準(zhǔn)儀測(cè)量 92
5.1.1 電子水準(zhǔn)儀的基本組成 92
5.1.2 徠卡電子水準(zhǔn)儀讀數(shù)原理 93
5.1.3 天寶電子水準(zhǔn)儀讀數(shù)原理 94
5.1.4 拓普康電子水準(zhǔn)儀讀數(shù)原理 96
5.1.5 索佳電子水準(zhǔn)儀讀數(shù)原理 98
5.1.6 基于二維編碼的電子水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)讀數(shù)原理 100
5.1.7 電子水準(zhǔn)儀的特點(diǎn) 102
5.2 三角高程測(cè)量 103
5.2.1 三角高程測(cè)量原理 103
5.2.2 三角高程測(cè)量精度分析 106
5.2.3 減弱大氣垂直折光影響的措施 107
5.3 液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量 107
5.3.1 液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量基本原理 108
5.3.2 液體靜力水準(zhǔn)位移傳感器 108
思考與練習(xí) 114
第6章 精密定向測(cè)量 115
6.1 天文定向測(cè)量 115
6.1.1 天球 115
6.1.2 天球坐標(biāo)系 116
6.1.3 時(shí)間系統(tǒng) 118
6.1.4 天文定向測(cè)量方法 120
6.1.5 Y/JGT-01型天文測(cè)量系統(tǒng)簡介 121
6.2 陀螺經(jīng)緯儀定向測(cè)量 123
6.2.1 擺式陀螺儀的尋北原理 124
6.2.2 陀螺軸擺動(dòng)方程的實(shí)用形式 130
6.2.3 自動(dòng)陀螺經(jīng)緯儀定向原理簡介 134
6.2.4 磁懸浮陀螺儀尋北原理 136
思考與練習(xí) 140
第7章 精密準(zhǔn)直測(cè)量 141
7.1 波帶板激光準(zhǔn)直 141
7.1.1 光的相干性 141
7.1.2 波帶板準(zhǔn)直測(cè)量的設(shè)備 143
7.1.3 測(cè)量原理 143
7.1.4 精度 144
7.2基于經(jīng)緯儀/全站儀的光學(xué)準(zhǔn)直測(cè)量原理和方法 144
7.2.1 基于經(jīng)緯儀/全站儀的光學(xué)準(zhǔn)直測(cè)量原理 146
7.2.2 經(jīng)緯儀互瞄測(cè)量的原理和方法 149
7.3 立方鏡姿態(tài)測(cè)量原理 150
7.3.1 相關(guān)坐標(biāo)系的定義 150
7.3.2 單個(gè)立方鏡面的準(zhǔn)直測(cè)量 150
7.3.3 多個(gè)立方鏡面的姿態(tài)測(cè)量原理 150
7.4航天器立方鏡間姿態(tài)標(biāo)定 151
7.4.1 坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換 151
7.4.2 立方鏡的姿態(tài)傳遞 153
7.4.3 立方鏡姿態(tài)軸關(guān)系的修正 153
7.5 航天器準(zhǔn)直測(cè)量技術(shù)發(fā)展 154
7.5.1 CCD自動(dòng)引導(dǎo)準(zhǔn)直技術(shù) 155
7.5.2 激光跟蹤儀準(zhǔn)直測(cè)量技術(shù) 155
7.5.3航天器總裝自動(dòng)測(cè)量技術(shù) 155
思考與練習(xí) 155
第8章 精密坐標(biāo)測(cè)量 156
8.1 經(jīng)緯儀交會(huì)坐標(biāo)測(cè)量 156
8.1.1 經(jīng)緯儀交會(huì)測(cè)量系統(tǒng)簡介 156
8.1.2 經(jīng)緯儀交會(huì)測(cè)量原理 157
8.1.3 多臺(tái)經(jīng)緯儀的定向解算 161
8.1.4 經(jīng)緯儀交會(huì)測(cè)量系統(tǒng)特點(diǎn) 166
8.2 工業(yè)攝影測(cè)量 166
8.2.1 測(cè)量原理 168
8.2.2 相機(jī)檢校 169
8.2.3 測(cè)量標(biāo)志及附件 172
8.2.4 人工標(biāo)志圖像識(shí)別定位 174
8.2.5 相片概略定向 178
8.2.6 像點(diǎn)匹配 181
8.2.7 自檢校光束法平差 183
8.2.8 工業(yè)攝影測(cè)量特點(diǎn) 185
8.3 關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 185
8.3.1 關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)簡介 185
8.3.2 關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)坐標(biāo)測(cè)量原理 185
8.3.3 關(guān)節(jié)臂測(cè)量特點(diǎn) 187
8.4 用于精密坐標(biāo)傳遞的二聯(lián)激光跟蹤儀系統(tǒng) 187
8.4.1 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 188
8.4.2 解算模型 190
8.4.3 試驗(yàn)與分析 191
8.5 基于多臺(tái)激光跟蹤儀的邊角網(wǎng)坐標(biāo)測(cè)量 195
8.5.1 激光跟蹤儀三維邊角網(wǎng)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換原理 195
8.5.2 不整平狀態(tài)下三維邊角網(wǎng)平差模型 195
8.5.3 整平狀態(tài)下三維邊角網(wǎng)平差模型 198
8.5.4 觀測(cè)值權(quán)陣的確定 199
8.6 激光跟蹤儀多測(cè)站抗差馬氏光束法平差 199
8.6.1 算法原理 200
8.6.2 試驗(yàn)與分析 203
8.7 基于距離交會(huì)的坐標(biāo)測(cè)量 208
8.7.1 激光干涉測(cè)距加權(quán)秩虧自由網(wǎng)平差 208
8.7.2 激光干涉測(cè)距三維網(wǎng)擬穩(wěn)平差 215
8.7.3 附有測(cè)距常數(shù)的激光干涉測(cè)距三維網(wǎng)平差 216
8.7.4 附有長度約束條件的激光干涉測(cè)距三維網(wǎng)平 218
思考與練習(xí) 220
第9章 變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)穩(wěn)定性分析 221
9.1 監(jiān)測(cè)網(wǎng)平差模型及基準(zhǔn) 221
9.1.1 自由網(wǎng)平差模型 221
9.1.2 基準(zhǔn) 222
9.2 常用穩(wěn)定性分析方法 223
9.2.1 限差法 223
9.2.2 變形誤差椾圓法 223
9.2.3 t 檢驗(yàn)法 224
9.2.4 平均間隙法 225
9.2.5 傳統(tǒng)相似變換法 227
9.2.6 迭代加權(quán)相似變換法 228
9.2.7 其他方法 229
9.3 結(jié)合RANSAC算法與TST模型的穩(wěn)定性分析 230
9.3.1 RTST 模型 230
9.3.2 試驗(yàn)與分析 231
9.4 變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)穩(wěn)定點(diǎn)選取的平方型MSpiit相似變換法 235
9.4.1 MSpiit估計(jì)原理 236
9.4.2 參考點(diǎn)穩(wěn)定性判斷方法 237
9.4.3 試驗(yàn)與分析 238
思考與練習(xí) 244
主要參考文獻(xiàn) 245