积木式三维工业测量系统定向与软件模块开发
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摘要
近年来，工业测量系统作为测量技术的一个新的应用领域，以其高精度、实时性、非接触性和机动性的特点，正日渐受到业界人士的普遍关注。取代昂贵的进口设备和系统，自主研究和开发性能可靠、价格低廉的国产化工业测量系统，已成为一项崭新的研究课题。本论文以常规的精密测量仪器为角度传感器，以Visual Basic语言为系统软件的开发工具，在现有的“积木式三维工业测量系统”(BBT IMS)的实践性研究基础上，继续研究完善该系统。针对常规仪器无精确互瞄装置、无法直接进行定向测量的不足，深入研究和探讨了完全适用于积木式系统的定向测量方法，从理论上解决了系统测量的定向难题，并在这一基础上研制开发系统观测用基准尺。针对所提出的全新的定向测量模型，分析了相应的数据处理方法，将虚拟像片概念及光束法平差引入数据处理，较好的解决了观测数据处理问题。并以Leica TM5100A电子经纬仪和Ziess Elta C 20A全站仪为例，设计完成相关实验，与现有Leica Axyz三维工业测量系统实验结果进行对比分析，验证了上述理论的可行性。综合运用Visual Basic内置数学函数和DAO数据库操作技术，系统的编写了积木式三维工业测量系统软件BBT_IMS的相应软件模块，实现了系统测量的定向、数据处理及坐标转换等的基本功能，并实现了与系统已完成开发软件模块的衔接。
In recent years, as a new applying field of surveying technology, Industrial measuring system has caught much attention for its high precision、real-time measurement、remote operation and flexibility. And it has been a new research topic that taking place of expensive imported equipment and building homemade industrial measuring system with excellent performance and lower price. Taking general precise instrument as angle sensors, and using Visual Basic computer language as tools to design software, the paper is just to continue making practice research to boost up building "industrial measuring system of building blocks type"(BBT_IMS) base on existing research production. In order to settle the difficulty of direct orientation because sensors have no target for collimating reciprocally, the theory and methods of orientation measurement, which are suit for BBT_IMS, are deeply studied, and develop the scale bar which is used in observing. The paper also discusses data processing methods according to new orientation model, introduces dummy photograph and bundle block adjustment into data processing, and gets well effect in solving problem in this aspect. Then taking TM5100A type electronic theodolite and Elta C 20A type total station for example, designing and actualizing the correlative experiment, contrasting and analyzing with the data of Leica Axyz industrial measuring system experiment, validating the feasibility of theory aforesaid. By using inner mathematic function of Visual Basic and DAO database operation technology, kinds of BBT_IMS relevant program module are designed, As a summary, the basic functions of orientation, data processing, coordinate conversion in BBTIMS system software are realized, and are linked up with the existing system software modle.
In recent years, as a new applying field of surveying technology, Industrial measuring system has caught much attention for its high precision、real-time measurement、remote operation and flexibility. And it has been a new research topic that taking place of expensive imported equipment and building homemade industrial measuring system with excellent performance and lower price. Taking general precise instrument as angle sensors, and using Visual Basic computer language as tools to design software, the paper is just to continue making practice research to boost up building "industrial measuring system of building blocks type"(BBT_IMS) base on existing research production. In order to settle the difficulty of direct orientation because sensors have no target for collimating reciprocally, the theory and methods of orientation measurement, which are suit for BBT_IMS, are deeply studied, and develop the scale bar which is used in observing. The paper also discusses data processing methods according to new orientation model, introduces dummy photograph and bundle block adjustment into data processing, and gets well effect in solving problem in this aspect. Then taking TM5100A type electronic theodolite and Elta C 20A type total station for example, designing and actualizing the correlative experiment, contrasting and analyzing with the data of Leica Axyz industrial measuring system experiment, validating the feasibility of theory aforesaid. By using inner mathematic function of Visual Basic and DAO database operation technology, kinds of BBT_IMS relevant program module are designed, As a summary, the basic functions of orientation, data processing, coordinate conversion in BBTIMS system software are realized, and are linked up with the existing system software modle.
引文
1．李广云，倪涵，徐忠阳．工业测量系统[M]．北京：解放军出版社，1994：44-124
2．于来法，段定乾．实时经纬仪工业测量系统[M]．北京：测绘出版社，1996：42-88
3．李广云等．工业测量系统进展[M]．北京：解放军出版社，2000：10-59
4．冯文灏．工业测量[M]．武汉：武汉大学出版社，2004：9-78
5．武汉测绘科技大学测量平差教研室．测量平差基础[M]．北京：测绘出版社，1996：83-112
6．刘大杰，陶本藻．实用测量数据处理方法[M]．北京：测绘出版社，2000：23-49
7．李庆扬．数值分析基础教程[M]．北京：高等教育出版社，2001：21-56
8．范逸之，陈立元．Visual Basic与RS-232串行通讯控制(最新版)[M]．北京：中国青年出版社，2002：1-88
9．葛永慧，余哲，刘志德．测绘编程基础[M]．北京：测绘出版社，2002：1-45
10．龚沛曾，陆慰民，杨志强．Visual Basic程序设计教程[M]．北京：高等教育出版社，2000：252-314
11．童爱红，侯太平．Visual Basic数据库编程[M]．北京：清华大学出版社，2004：135-179
12．李鸿吉．Visual Basic 6.0中文版编程方法详解[M]．北京：科学出版社，2001：688-708
13．何光渝．Visual Basic常用数值算法集[M]．北京：科学出版社，2002：431-480
14．周维虎．大尺寸空间坐标测量系统精度理论若干问题的研究[D]．安徽合肥：合肥工业大学，2000：18-30
15．刘尚国．积木式三维工业测量系统的研究与开发[D]．山东青岛：山东科技大学，2005：
16．孙佳龙．工业测量数据处理及三维可视化系统的研究与开发[D]．山东青岛：山东科技大学，2006：
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19．冯文灏．工业测量中特高精度控制网的建立方法[J]，武汉测绘科技大学学 报，1998，24(2)：70-73．
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