[发明专利]基于非正交轴系激光经纬仪的测量方法

权利要求书

1.一种基于非正交轴系激光经纬仪的测量方法，其特征是，包括下列步骤：

采用两个一维转台或一个二维转台及一个点状准直激光器构建非正交轴系激光经纬仪；

若采用两个一维转台，则其中一个设置为水平转台，提供竖直轴，另一个设置为竖直转台，提供横轴，点状准直激光器提供可视化的视准轴；若采用一个二维云台，则其两维的旋转部分分别提供竖直轴及横轴，点状准直激光器提供可视化的视准轴；

竖直轴与横轴、横轴及视准轴无需正交，且三轴无需交于一点；

初始状态时，以竖直轴上任意一点为原点，建立非正交轴系激光经纬仪测量坐标系；对水平转台、竖直转台的旋转参数及准直激光束参数进行标定，确定竖直轴、横轴及视准轴的初始方程；

工作状态时，激光经纬仪测量坐标系及竖直轴方程不变；但当水平转台旋转时，横轴以一恒定角围绕竖直轴旋转，根据空间几何关系确定横轴的动态方程；

当竖直转台旋转时，视准轴以一恒定角围绕横轴旋转，同样，根据空间几何关系确定视准轴的动态方程；

根据水平转台和竖直转台旋转的角度，得到视准轴在激光经纬仪坐标系下的动态方程；

当采用两台或两台以上激光经纬仪组成系统后，即可根据空间交会原理实现空间坐标测量。

2.如权利要求1所述的基于非正交轴系激光经纬仪的测量方法，其特征是，根据空间几何关系确定横轴的动态方程具体为：激光经纬仪测量坐标系o₁x₁y₁z₁到横轴动态坐标系o'x'y'z'的转换矩阵M_r如下：

x′y′z′1=x1y1z11·Mr---(1)]]>

Mr=cos(α1-π2)-sin(α1-π2)00sin(α1-π2)cos(α1-π2)0000100001·cos(β1-π2)0sin(β1-π2)00100-sin(β1-π2)0cos(β1-π2)00001·100001000010r1cos(β1)R1r1sin(β1)1---(2)]]>

其中，o'x'表示实际横轴，其中o'为横轴与竖直轴两异面直线的公垂线与横轴的交点，公垂线与竖直轴的交点用B表示，过o'点作与o'x'轴垂直的任意直线，定义为o′y′轴，并根据右手法则建立横轴动态坐标系o′x′y′z′o′x′，与o₁y₁轴的夹角为α₁，公垂线的距离|o'B|为r₁，|o₁B|为R₁，o'B与o₁x₁轴的夹角为β₁。