[发明专利]基于倾角传感的室内测量定位系统基站姿态自动补偿方法

说明书

本发明公开了基于倾角传感的室内测量定位系统基站姿态自动补偿方法，包括以下步骤：步骤一：根据发射站内部机械结构，设置嵌入有倾角传感器的发射站；步骤二：基于自动安平水准仪与导轨机构，搭建水平基准坐标系；步骤三：结合倾角传感器测量模型与发射站旋转测量模型，辅以水平基准坐标系，标定倾角传感坐标系与发射站测量坐标系相互位姿关系；步骤四：通过倾角传感器的输出，结合姿态补偿算法，实时更新发射站姿态。本发明方法旨在实时自动补偿测量基站的定向参数，增加系统的稳定性，可以以通过倾角传感器自身姿态的改变量，实时补偿发射基站的姿态变化，增强测量系统的稳定性，适应恶劣的测量环境。

技术领域

本发明涉及大尺度空间三维坐标测量方法，具体的说，是涉及一种基于光电扫描室内空间测量基站的姿态的自动补偿技术。

背景技术

室内测量定位系统，是基于多站空间约束的新型大尺度空间坐标测量系统，因其具有精确度高、量程广、多任务同时测量等优点，被广泛应用于大尺寸部件生产中的精密测量和定位。室内测量定位系统是多站式高精度测量系统，借鉴全球定位系统的概念，多个发射站有规则地布置在测量空间内，通过定向建立大范围高精度测量网络。在整体测量网络中，发射站的定向参数对整体系统的测量精度有很大的影响，准确稳定的定向参数是高精度测量的基本前提。然而，随着应用环境越来越复杂，测量空间内的发射站不可避免地被外部振动或者长期结构蠕动所影响，导致定向参数失准。目前较有效的方式是周期性的系统重新校正标定，但是重复性的标定(包括基准尺标定和坐标控制场标定)必然导致大量重复性人工操作，十分低效。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于倾角传感的室内测量定位系统基站姿态自动补偿方法，此方法旨在实时自动补偿测量基站的定向参数，增加系统的稳定性，可以以通过倾角传感器自身姿态的改变量，实时补偿发射基站的姿态变化，增强测量系统的稳定性，适应恶劣的测量环境。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

基于倾角传感的室内测量定位系统基站姿态自动补偿方法，包括以下步骤：

步骤一：根据发射站内部机械结构，设置嵌入有倾角传感器的发射站；

步骤二：基于自动安平水准仪与导轨机构，搭建水平基准坐标系；

步骤三：结合倾角传感器测量模型与发射站旋转测量模型，辅以水平基准坐标系，标定倾角传感坐标系与发射站测量坐标系相互位姿关系；

步骤四：通过倾角传感器的输出，结合姿态补偿算法，实时更新发射站姿态。

步骤二中建立水平基准坐标系的步骤如下：

步骤2-1：布置自动安平水准仪，根据水准泡将其调平；

步骤2-2：设置球形接收器和与其配套的承载球座；

步骤2-3：布置可升降的所述导轨机构，导轨机构上固定所述承载球座，承载球座上放置替代所述球形接收器的激光跟踪仪的反射靶球，调节导轨机构使反射靶球的球心处于水准器目镜十字叉丝交点处，即完成了等高控制点的布置；所述反射靶球为1.5英寸；

步骤2-4：通过激光跟踪仪测量等高控制点及其他控制点，以等高控制点为xoy平面建立水平基准坐标系Oh-xhyhzh。

步骤三标定倾角传感坐标系与发射站测量坐标系相互位姿关系的步骤如下：

步骤3-1：结合发射站测量范围，在水平基准坐标系前布置发射站，发射站测量水平基准坐标系的所有点；