针对丈量机器人在自动搜索、识别、跟踪和精确照准互助棱镜时，由于目标棱镜的灵巧性和对中杆气泡难以居中等影响实际丈量点位精度的问题，提出一种球心拟合点位坐标的方法，并建立模型，采取编程打算和现场试验的方法进行了试验研究。结果表明，模型最大拟合相对偏差为优于1×10-4 mm，该方法可在一定的间隔内在对中杆水准气泡不严格居中情形下得到精确的点位坐标，能够在提高效率的同时知足当代化工程培植和自动化变形监测系统对高精度数据获取的需求。
引用格式
拓万兵，吴凤民． 丈量机器人点位坐标球心拟合方法［Ｊ］． 测绘科学，２０１８，４３（５）：１３３-１３７．
正文
瑞士徕卡丈量公司生产TCA2003全站仪是装有伺服马达驱动能代替人进行自动搜索、识别、跟踪和精确照准目标并且获取角度、间隔等信息的智能型电子全站仪，由于其高精度多功能被誉为丈量机器人。在工业丈量、高精度变形监测和动态目标跟踪丈量等测绘领域得到了广泛的利用[1-6]。丈量机器人精密三角高程代替二等水准丈量也在各种工程中运用逐渐增多，特殊是在高山、峡谷、跨河等水电工程中用几何水准丈量法通报高程非常困难的情形下，采取高精度丈量机器人进行三角高程丈量却非常灵巧、高效[7-8]。部分作者也从丈量方法上研究精密三角高程丈量在一定条件和范围内可以代替一、 二等水准丈量，认为在三角高程丈量中采取等距法或中间不雅观测法进行丈量可以肃清或减弱地球曲率和大气折光的影响[9-10]。但事实上由于温度、气压及下覆地物的不同，同一边长对向不雅观测或不同方向同时不雅观测的大气折光系数不相等，等距法或中间不雅观测法可最大限度肃清或减弱垂线偏差、地球曲率、仪器量测偏差对高差改的影响，乃至会导致对向高差互差增大的情形[11-12]。
丈量机器人点位丈量精度的紧张受测距精度和测角精度的影响，影响测距精度的成分很多，按照偏差来源的不同，可以分为仪器偏差、反射棱镜偏差、模型偏差、气候偏差和对中杆倾斜偏差，前3种偏差都可以通过采纳一定的方法肃清或减弱其对测距精度的影响，气候偏差的可以用改正模型进行改正[13-15]。但对对中杆倾斜偏差目前还鲜有研究，本文针对在实际丈量作业中，事情职员很难永劫光的保持对中杆处在竖直位置并使圆水准气泡严格居中，而造成了点对中偏差。本文拟通过理论剖析，建立数学模型，编程打算，并利用TCA2003丈量机器人得到现场试验不雅观测数据，从理论模型和试验数据两方面剖析对中杆倾斜对点位丈量精度的影响，为短间隔球面拟合求解点位开辟新路子。现场试验结果，表明该方法能够知足高精度丈量的精度哀求，具有较强的实用性。
在利用丈量机器人进行自动照准丈量时丈量精度受多种偏差的共同影响，个中在减小对中杆倾斜偏差时，可以利用本文所提出的最小二乘球心拟合模型，该模型通过作者编程序验证合理精确，拟合结果表明，模型最大拟合相对偏差为优于1×10—4 mm。在短间隔（150 m）以内利用对中杆球心拟合平面精度可以达到4 mm旁边，高程精度可以达到2 mm旁边，因此在知足本文试验条件的情形下可以采取对中杆球心拟合的方法来肃清气泡不居中带来的偏差影响，作者编写的程序须要在各测点采集3次，拟合出球心坐标，提高作业精度，从而也为战胜丈量机器人不雅观测过程中作业职员难以将对中杆精确对中开辟新路子，知足自动化变形监测系统对高精度数据快速获取的需求。但由于试验园地限定未能对长间隔（大于150 m）利用该拟合方法进行研究，在后续的研究中将进一步磋商。
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编辑：邓国臣
《测绘科学》
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