天顶摄影仪倾角补偿方式的改进

天顶摄影仪倾角补偿方式的改进

0传统倾角补偿方法组成局部用于大地测量的大地测量误差补偿方法在大地测量中的应用数字天顶摄影仪是一种高精度的天线跟踪仪，具有自动化程度高、定位效率高、人迹差异影响等优点，广泛应用于大地测量。倾角仪输出值受温度变化和周围环境震动的影响，产生零点偏差和线性漂移，传统的倾角补偿方法仅通过取一次对称拍摄时的倾角修正值的方式进行倾角补偿1倾斜补偿原理倾角仪是高精度仪器，如图1所示，能够准确敏感输出数字化天顶摄影仪旋转轴与垂直轴在正北与正东方向上倾斜角的分量，文献为方便分析，假设倾角仪的比例系数k由文献式中，A假设由位置Ⅱ转至位置Ⅰ过程中倾角仪产生的线性漂移则数字化天顶摄影旋转轴的倾斜补偿量（Δφ式中，A根据以上相似的推导方法，可以得到当倾角仪的两敏感轴比例系数k观察式（5）、式（6）可知，通过取Ⅰ-Ⅱ观测位置和Ⅱ-Ⅰ观测位置倾斜修正的补偿值，可消除转台由位置Ⅰ转至位置Ⅱ和位置Ⅱ转至位置Ⅰ过程中倾角仪的线性漂移2转位不对称性对倾角补偿的影响转台是连接数字化天顶摄影仪上部结构与下部承载结构的重要部位，同时让数字化天顶摄影仪具备了旋转功能．由于安装误差，转轴钢珠受挤压、摩擦等影响，使得转台在旋转过程中存在转位误差．假设数字化天顶摄影仪在初始位置倾角仪的X、Y轴的输出值为m在旋转角θ=180°时，数字化天顶摄影仪旋转轴的倾斜分量为假设转台的不对称误差为Δθ，将其代入式（7）可得则联立式（8）与式（10）可得式（11）即为转位不对称性误差对旋转轴倾斜分量影响的表达式，Δθ的单位为弧度．在Δθ转位误差情况下，数字化天顶摄影仪旋转轴的倾角补偿（Δφ式中，A为方位角．在转位不对称性误差Δθ影响下，旋转轴天文经纬度倾角补偿的变化量（Δ式中，Δ3管理状况对倾角补偿的影响由文献式中，φ令X=[Δβ，Δk式中，则参数值的标定值为由式（14）可知，Δφ由最小二乘法可得由式（20）可知倾角仪的状态参数发生变化，采用变化后的状态参数，将会对天顶摄影仪的倾角补偿产生影响．4测点位置误差的影响为分析各影响因素对数字化天顶摄影仪倾角补偿的影响，将天顶摄影仪在测站点进行定位实验，实验过程中采用的倾角仪型号为徕卡Nivel210，其量程为±410为分析零点偏差与线性漂移对倾角补偿的影响，以一个对称位置为解算单元，即有1-2、3-4、5-6、7-8、9-10、11-12、13-14、15-16这八个解算单元．在实验过程中分别采用文献由图4分析可知，采用Ⅰ-Ⅱ观测位置和Ⅱ-Ⅰ观测位置倾角修正求平均的方式进行倾角补偿，可将倾角仪的零点偏差与线性漂移消除，对数字化天顶摄影仪的定位精度的提高具有帮助．采用传统倾角补偿方式得到的定位结果，其天文经度中误差为0.337由表1可知，转台转位不对称误差直接影响天顶摄影仪旋转轴的测量准确度，为保证旋转轴的倾角补偿的测量精度，在数字化天顶摄影仪调平状态在10为研究位置误差与数字化天顶摄影仪定位精度相当时，测站点位置误差对倾角补偿的影响，首先在测站点（108.121228°，33.316016°）进行3个定位循环的拍摄，对这24对称单元进行定位解算来确定数字化天顶摄影仪的定位精度，以此作为测站点的位置误差如表2所示．首先在测站点无误差情况下进行倾角仪状态参数的标定，结果如表3所示，然后对测站点天文经度λ由表4分析可知，方向角之差在0.21°以内，比例系数之差Δk实验结果表明，在测站点存在与仪器自身定位精度相当的误差情况下标定的倾角仪参数，与测站点无误差情况下标定的参数都用于旋转轴的倾角补偿，两种情况下得到的倾角补偿值基本相同，由此可知，当测站点存在与仪器自身定位精度相当的误差时，使用数字化天顶摄影仪进行定位测量的同时，可进行倾角仪的状态参数的标定．避免了倾角仪状态参数的标定只能在特定测站点（高精度基本天文点）上进行的缺陷，提高了仪器使用的灵活性．5转位不对称性误差对倾角补偿的影响选取Ⅰ-Ⅱ观测位置和Ⅱ-Ⅰ观测位置倾角补偿的平均值，成功消除了零点偏差与线性漂移误差的影响，提高了天顶摄影仪的