导图社区 工程测量学的理论技术和方法
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编辑于2020-04-02 12:02:16工程测量学的理论技术和方法
工程测量学的理论
测量误差和精度理论
测量误差理论
偶然误差(随机误差)
大多服从正太分布,有时有系统性影响。
系统误差
仪器的系统误差
全部观测值都含有的系统误差
部分观测值含有的系统误差
单个观测值所含的系统误差
大小和符号有规律的误差,有的系统误差可以通过偶然化减弱。
粗差
大的偶然误差。
误差分配理论
三原则
等影响原则
忽略不计原则
按比例分配原则
测量精度理论
仪器的精度
由标称精度描述
全站仪测角、测边精度
GPS接收机的精度
极光扫描仪的精度
陀螺仪的精度
数值的精度
相对精度
与基准无关
观测量的精度与该观测量的比值
一点相对于另一点特别是邻近点的精度
绝对精度
与基准有关
一个观测量相对于其值的精度,或相对于基准点的精度
测量精度理论的发展
测量精度与误差的关系
精度匹配理论
可靠性理论
狭义可靠性
内部可靠性
发现(或探测)观测值粗差的能力。
外部可靠性
抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力。
广义可靠性
测量系统发现和抵抗粗差与系统误差的能力,以及减小偶然误差的能力。
灵敏度理论
实质上是特殊方向上的网点精度,可以通过网点的误差椭圆直观地反映出来。
工程控制网优化设计理论
基于可靠性的工程控制网优化设计方法
算例分析
测量基准理论
地球的地心坐标系和参心坐标系
国家大地坐标系
城市坐标系
工程坐标系
测量基准是由测量坐标系和参考点(称基准点或已知点)组成。
地面测量技术和方法
角度测量
角度
水平角
垂直角
方位角
仪器(主要是经纬仪)
光学经纬仪
电子经纬仪
确定相交于一点的任意两条方向线之间角度的测量称角度测量。
方向测量
罗盘可以测量地面任一方向与磁北方向间的夹角
GNSS(全球卫星导航系统)可以得到任一条边在某一坐标系下的方向
陀螺仪直接测量地面任一边的方位角
确定地面任一方向与真北方向间夹角的测量称方向测量(又称方位角测量)。
距离测量
直接丈量法
视距法
电磁波测距法
双频激光干涉测量
确定任意两点间距离的测量称为距离测量,距离也是测量中最基本的几何量。
高程测量
几何水准测量
三角高程测量
液体静力水准测量
GNSS高程测量
确定地面或物体上任一点的海拔高程或相对高度的测量称高程测量。
坐标测量
测量方法
自由设站法
极坐标法
GPS单点定位法
GPS RTK法
激光跟踪法
激光扫描法
测量仪器
电子全站仪
GPS接收机
激光跟踪仪
激光扫描仪
工业三维测量中的一些测量系统
能直接测得物体上目标点或离散点在某一坐标系下坐标的测量称为坐标测量。
三维极光扫描测量
激光波长
氦氖激光543nm(绿)
633nm(红)
红宝石激光694nm
二氧化碳激光10600nm
子主题
测量方法与用途
双频激光干涉测量
激光束准直测量
波带板激光准直测量
激光跟踪测量
激光扫描测量
机载激光雷达测量
激光测月
激光测卫
激光测高
测量产品
双频激光干涉仪
激光跟踪仪
激光全站仪/经纬仪
三维激光扫描仪
激光铅直仪
激光准直仪
机载激光雷达
激光扫平仪
手持激光测距仪
远程微形变雷达测量系统(IBIS)
步进频率连续波技术(SF-CW)
合成孔径雷达技术(SAR)
干涉测量
基于微波干涉技术的创新雷达,称为地基合成孔径干涉雷达系统或远程微形变雷达测量系统。
近景摄影测量
量测相机
非量测相机
摄影机至被摄物体的距离不超过300m的摄影测量称为近景摄影测量,可确定被摄物体的大小、位置和几何形状。
对地观测技术和方法
GNSS技术和方法
全球定位系统的组成部分
空间
地面控制(GPS)
主控站
注入站
监测站
用户
全球定位系统的定位原理
卫星按星钟发射伪随机噪声码(称测距码)经过时间△t后到达接收机,接收机在本身时钟控制下也产生一组结构完全相同的码(称复制码),通过可调延时器对两组码进行相关处理,可得到卫星信号的传播时间t,乘以电磁波在真空中的速度c,可得卫星至接收机的距离(称为伪距),经过电离层和对流层的折射改正,星钟改正,得卫星至接收机的空间距离,若在接收机站同时观测4个以上卫星,由卫星坐标、卫星至接收机的空间距离可解算出接收机站的坐标,这就是伪距法绝对定位原理。
载波相位测量(主要)
伪距测量
全球定位系统的定位模式(GPS)
单点绝对定位
相对定位
全球定位系统的数据处理
数据粗加工
数据传输
数据分流
预处理
卫星轨道方程的标准化
时钟多项式拟合
整周模糊度的估算
整周跳变修复
观测值的标准化
基线向量解算
平差
网平差计算
精度评定
坐标转换
包括GPS点的WGS-84坐标转换到用户坐标系。
全球定位系统的误差和近期发展
GPS定位误差
与卫星有关的误差
与信号传播有关的误差
与接收机有关的误差
近期发展
第四代卫星
Smart Track技术
包含的其余系统(除GPS)
GLONASS系统
伽利略系统(Galileo)
北斗系统(COMPASS)
InSAR技术和方法
合成孔径雷达是一种主动式微波传感器,雷达微波遥感对地表有一定的穿透能力,可以提供可见光、红外遥感所得不到的一些新信息。它的分辨率高,能全天候、全天时工作,能识别伪装、穿透掩盖物,所得到的高方位分辨率相当于一个大孔径天线所能提供的方位分辨率。
主要用途
航空测量
航空遥感
卫星海洋观测
航天侦查
图像匹配制导
深空探测
数据处理
选择合适的SAR干涉像对
对SAR信号进行成像处理
生成单视复(SLC)影像
对两幅SAR影像进行“过采样”和“方位向预滤波”
进行SAR像对的配准和重采样
进行距离向预滤波
生成干涉图
计算相干系数
作平地效应改正
地形改正
进行干涉图的二次滤波相位解缠
地理编码
主要优点
属于主动式遥感
能全天候、全天时作业
测量结果具有连续的空间覆盖性
可对地壳变形进行准确的测量
机载LIDAR技术和方法
工作方式
脉冲
连续波
探测方法
直接探测
外差探测
特殊测量技术和方法
基准线法测量
光学法
视准线法
整条基准线法
分段基准线法
逐次递推基准线法
准直法
自准直法
光电法
波带板激光准直
尼龙丝准直系统
激光准直系统
机械法
引张线法
正、倒垂线法
微距及其变化的测量
对于小于50m的距离,由于电磁波测距仪的固定误差所限不宜采用,根据实际条件可采用机械法。
倾斜测量
间接法
水准测量
静力水准测量
直接法
倾斜仪
以液体水平面为测量基准面
以铅垂线为测量基准线
挠度测量
正、倒垂线法
倾斜测量法
投点测量
过底部基准点向上投点
天顶仪
底向垂准仪
过顶部基准点向下投点
天底仪
顶向垂准仪
测量方法
机械法
垂线遥测仪
光学法
光学对点仪
激光铅直仪
激光垂准仪
光电法
光电探测系统
传感器测量
转换原理
电感式
电容式
光电式
电阻式
压电式
压抗式
传感器
差动变压器
直线式感应同步器
电容式传感器
光栅式传感器
硅光电池
电荷耦合器(CCD,又称固态图像传感器)
数模转换器