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大射电望远镜测量关键技术研究

专 业: 机械电子工程
关键词: 全站仪 测量平差 定标 卡尔曼滤波 三次样条插值
分类号: TM930.1
形 态: 共 59 页 约 38,645 个字 约 1.849 M内容
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内容摘要


大射电望远镜FASTFive hundred meter Aperture Spherical Telescope方案是通过六根大跨度悬索驱动馈源舱完成馈源的大范围运动,馈源支撑及指向跟踪测量是其中两项关键技术。

馈源跟踪测量系统采用瑞士徕卡公司生产的TPS1000系列激光全站仪作为测量设备,该系列激光全站仪实现测量的全自动化、智能化。

其自动目标识别跟踪的功能在动态测量中有着广阔应用领域,其测量精度、灵活机动、快速便捷、无接触等特性,满足了馈源跟踪测量系统对测量设备多方面严格的要求。

本论文首先对测量原理和测量仪器设备进行了研究,在对测量原理和测量平差深入理解和研究的基础上,提出了一种新的基于测量平差的定标方案。

为满足馈源跟踪测量反馈对测量数据的要求,基于全站仪开发了馈源跟踪测量软件,完成对全站仪的测量数据的采集和处理,并同步的发送给控制计算机,以实现控制系统的闭环控制。

最后,采用扩展的卡尔曼滤波来减小噪声的影响以提高测量精度。

建立了状态方程和测量方程,给出了卡尔曼滤波算法,仿真结果表明,运用卡尔曼滤波大大提高了测量系统的精度。

在处理三台全站仪对馈源点联测数据的过程中,利用已知三个合作目标中心点之间的距离为约束条件作自由网平差,得到在最小二乘条件下的坐标的最佳估值,提高了三个合作目标测量数据的精度。

并采用三次样条插值方法提高控制点的数据采样率,为馈源跟踪测量反馈系统控制提供了保证..……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
1.1研究背景和意义
1.2测量系统和测量仪器介绍
1.2.1馈源动态跟踪测量系统
1.2.2馈源动态跟踪测量系统的测量仪器
1.3本文主要工作
第二章 测量原理和测量仪器性能研究
2.1引言
2.2测量设备组成和测量原理
2.2.1全站仪及测量相关设备
2.2.2全站仪定位原理
2.2.3全站仪测距原理
2.2.4全站仪测距精度和测量时间
2.2.5无反射棱镜测距的特性
2.3全站仪的目标自动识别功能
2.3.1目标自动识别ATR原理
2.3.2自动目标识别的精度及相关因素
2.4全站仪的补偿与改正研究
2.4.1全站仪三轴误差对水平方向值的影响
2.4.2全站仪双轴补偿工作原理
2.4.3补偿器对水平和垂直度盘读数改正
2.5测量平差函数
2.5.1经典测量平差函数
2.5.2非参数估计测量平差
2.5.3半参数估计测量平差
2.6本章小结
第三章 大射电望远镜5米模型定标方法
3.1引言
3.2大射电望远镜模型坐标系统
3.3大射电望远镜5米模型高精度定标
3.3.1模型及标定原理
3.3.2定标改进方案原理
3.3.3定标方案实现和精度分析
3.3.4定标实验验证
3.4本章小结
第四章 基于全站仪的馈源跟踪测量软件研究
4.1引言
4.2馈源跟踪测量系统
4.3全站仪的通讯程序应用
4.3.1 GSI通讯模式
4.3.2 GeoCOM在线控制方式
4.3.3 Geobasic机载控制方式。
4.4全站仪测量软件研究
4.4.1全站仪界面及初始化
4.4.2全站仪对接收测量数据处理
4.4.3馈源动态测量系统的性能和测量精度检验
4.5本章小结
第五章 动态跟踪测量中数据处理方法
5.1引言
5.2测量数据的卡尔曼滤波
5.2.1卡尔曼滤波原理
5.2.2卡尔曼滤波算法
5.2.3卡尔曼滤波仿真
5.3馈源点联测的秩亏自由网平差
5.3.1秩亏自由网平差原理
5.3.2秩亏自由网平差在5m模型中的应用
5.4控制点测量数据的三次样条插值
5.4.1三次样条函数原理
5.4.2三次样条函数提高控制点采样率的算法
5.4.3三次样条插值的计算机实现
5.5本章小结
总结与展望
参考文献

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中图分类: > TM930.1 > 工业技术 > 电工技术 > 电气测量技术及仪器 > 一般性问题

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