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现代工业生产、装备制造及科学实验设施建设等领域,对于狭长空间三维坐标精密测量有着迫切的技术需求。面对狭长空间地带的工业测量,单一工业测量方法很难满足测量要求,只能通过频繁转站来弥补量程的不足,难以兼顾局部精度与整体精度的统一,且空间点位误差的传播与积累难以掌控。单一工业测量系统有着各自的优缺点,经纬仪工业测量系统短距离测量精度很高,随着测量范围的增大精度衰减严重,而且需要多次搬站;全站仪测量系统测程较远,相对于经纬仪工业测量系统测量精度较低,但随着测量距离的增大精度衰减不明显。根据上述两种测量系统的特点,提出了一种基于多用型觇板构建全局控制测量的全站仪测量系统,和作为终端测量的经纬仪工业测量系统相结合,构成组合式测量方法,满足狭长空间三维坐标测量精度的要求。 跟据七参数三维坐标转换原理、全站仪测量系统与经纬仪工业测量系统的误差特性,利用Matlab软件仿真出三维坐标转换精度模型、全站仪测量系统精度模型、经纬仪工业测量系统精度模型、构型参数对测量精度影响模型、公共点个数及布局对坐标转换精度影响等。依据上述仿真模型,进行误差分析,得出最佳的测站位置、基准尺摆放位置、公共点个数及分布等形成指导狭长空间组合式三维坐标测量实验的理论基础。 通过狭长空间模拟实验,利用精密标定过的多用型觇板对全站仪的距离观测值进行改正,构建高精度的全局控制测量空间。利用公共点在两套系统下的三维坐标值,将终端测量数据转换到全局控制全站仪坐标系下,统一狭长空间坐标系统。最后,根据坐标转换精度和多次测量已知基准尺的长度中误差,对组合式测量系统进行精度评定。通过实验数据分析,验证了该组合式测量方法精度的可靠性和稳定性以及操作的可行性,对狭长空间地带工业测量工程的应用有着极大的意义。