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1、第35卷第1期大地測量與地球動力學Vo【．35No．12015年2月JournalofGeodesyandGeodynamicsFeb．，2015文章編號：1671—5942(2015)01—0177—05激光跟蹤儀測量精度分析孫海麗姚連璧。周躍寅孫盼盼1同濟大學測繪與地理信息學院，上海市四平路1239號，2000922現(xiàn)代工程測量國家測繪地理信息局重點實驗室，上海市四平路1239號，200092摘要：以API公司的T3激光跟蹤儀為例，進行簡要的理論分析。通過校準前后對比實驗、固定點重復測量、距離重復測量實驗、激光跟蹤儀和干涉儀對比實驗、現(xiàn)場點位中誤差測量實驗及激光跟蹤儀與
2、常規(guī)測量對比實驗，對激光跟蹤儀的測量精度進行測量和驗證。激光跟蹤儀在校準后，短距離測量時測距精度對空間點位精度起主導作用，測角精度比較穩(wěn)定；隨著距離的增大，測距、空間點位誤差增大。較之常規(guī)測量，短距離測量具有很高的測量精度。關鍵詞：激光跟蹤儀；精度；點位中誤差；重復測量；對比測量中圖分類號：P245文獻標識碼：A從功能上來說，激光跟蹤儀。]相當于高精度根據(jù)誤差傳播定律，可對儀器理論精度進行且具有自動、快速跟蹤功能的全站儀。其測量原推算。設激光跟蹤儀距離d的中誤差為m，水平理是測量目標點的距離、水平角和豎直角，建立以角a和豎直角J8的中誤差分別為m和m口，三維測站為中心的極坐
3、標系，從而得到測量點的三維坐標中誤差為m、m、仇，則空間任一點P的極坐標。激光跟蹤儀的誤差指標由廠家在實驗室條坐標測量公式為：件下測試后提供，可以為不同測量儀器的性能對Xp：xo—一dcosflcos,~比提供參考]。但在實際測量中，其測量誤差除YP—o+dcosflsina(1)受儀器自身影響外，還會受氣象環(huán)境、操作人員技zP—zo—卜dsinfl術水平等影響。國內(nèi)外學者對激光跟蹤儀整體測其中，(z，P，z)為P點的三維坐標，(32。，3『。，量誤差評價方法進行了研究，主要有標準件比對z。)為測站的三維坐標。在激光跟蹤儀默認的測法、解析法以及統(tǒng)計法等lg。量模式中，儀器位
4、置為(0，0，O)，則空間任一點P本文以API公司的T3激光跟蹤儀為例，對的點位中誤差為：其標稱精度和誤差進行理論分析。通過校準前后P一~／；+d。COSpm+d。；一對比實驗、固定點重復測量實驗、不同距離重復測干2麗2(2)量實驗、激光跟蹤儀和干涉儀對比實驗、激光跟蹤按照T3激光跟蹤儀的標稱精度，水平角和儀與常規(guī)測量對比實驗、現(xiàn)場點位中誤差測量實豎直角的中誤差在同一數(shù)量級，可設二者相等，驗，利用統(tǒng)計法，對激光跟蹤儀測量精度進行分析。m一m口一0．7。使用IFM模式，md一1tLm／m；使用ADM模式，10m以內(nèi)md=15肚m，10m以上1激光跟蹤儀點位中誤差分析m=：：1
5、．5tLm／m；在10m以上且在測程范圍內(nèi)，使根據(jù)API激光跟蹤儀的技術參數(shù)，其角度半用IFM測量，測距誤差為ld(tLm)(表示儀器到測回某方向測角精度為0．7；干涉測距精度測量點的距離，以m為單位)。根據(jù)激光跟蹤儀三(IFM)：測量分辨率1tLm，測量精度1ppm；絕對維測量精度推算，空間點理論靜態(tài)測量的最大中誤測距精度(ADM)：測量分辨率1m，測量精度15差為8．7d(／am)，理論動態(tài)測量的最大中誤差為m(10m之內(nèi))，1．5m／m(10In之外)；三維空17．3d(m)；使用ADM測量，測距誤差為15(m)間測量精度(IFM)：靜態(tài)5tLm／m，動態(tài)10tLm／
6、m；(10m以內(nèi))、1．5d(1xm)(10m以外)，空問點位中坐標重復性優(yōu)于2．5tLm／m。誤差可達1．5d(m)。計算中誤差如表1所示。收稿日期：2O14一O3一O6項目來源：測繪地理信息公益性行業(yè)科研專項(HY14122136)；精密工程與工業(yè)測量國家測繪地理信息局重點實驗室基金(PF2011-16)。第一作者簡介：孫海麗，博士生，研究方向為激光跟蹤儀在軌道檢測，E-mail：hliwksunhaili@163．com。178大地測量與地球動力學2015年2月表1激光跟蹤儀理論測量點位中誤差對同一個點，測量過程中每次人為阻斷光線，Tab．1MSEofpointsme
7、asuredbyaT3lasertrackerintheory激光跟蹤儀從IFM模式轉換到ADM模式進行測量，距離偏差、水平角偏差、豎直角偏差、空間點位偏差如表4所示。該點的距離平均值也是9981．400mm，距離測量平均偏差3．2m、最大偏差8．5m均小于標稱的1t~m／m，測角平均偏差在標稱精度0．7”以下，空間點位平均偏差14．32精度測量實驗m，小于17．3fm，但最大偏差略大。2．1校準前后對比表4斷光測量精度統(tǒng)計表Tab．4MeasurementaccuracyofaT3lasertrackerwith
