[发明专利]一种激光跟踪仪构建地理坐标系的方法

摘要

本发明提供一种激光跟踪仪构建地理坐标系的方法，通过激光跟踪仪自带水平仪找正大地水平，得到跟踪仪所在地水平面，再通过高精度经纬仪找出正“北”方位，用调整好的经纬仪测量按照一定要求安放的四个靶球的水平角，通过跟踪仪测量四个靶球并将其投影到水平面内，得到水平面内四点之间的相互位置关系，通过计算可得到相应靶球投影点连线与正北方向的水平夹角。最后，使用跟踪仪软件，以相应靶球投影点连线方向和水平面法矢方向为坐标轴，建立坐标系（原点按要求给定），并绕水平面法矢方向旋转水平夹角大小角度，最终得到所需的地理坐标系。使激光跟踪仪具备建立地理坐标系的功能，该方法也可应用其他需要建立地理坐标系的情况。

主权项

1.一种激光跟踪仪构建地理坐标系的方法，其特征在于，采用一台激光跟踪仪和一台经纬仪建立地理坐标系，步骤为：1）首先调节所述经纬仪的水平方向和竖直方向，找到正北方向，并将所述经纬仪置零；2）调节所述激光跟踪仪，通过其自带的水平仪，使其找正水平面，通过所述激光跟踪仪软件可得到此时所述激光跟踪仪所在水平面及其相对于地心的法矢方向，即所述激光跟踪仪所在点与地心连线方向，找正后得到的水平面作为基准水平面P；3）在所述经纬仪所在空间任意布置2个所述激光跟踪仪的靶球A和靶球B，并分别在靶球A、B与所述经纬仪原点所在大致方向放置两个靶球C和D，对靶球C和D的具体位置没有严格要求；4) 调节所述经纬仪对准所述靶球A的中心，测量其对应的水平角，固定此时水平角，转动所述经纬仪的竖直角到一定位置，移动靶球C及微调所述经纬仪的竖直角，使所述经纬仪对准靶球C的中心，以确保所述靶球A和C投影到水平面P后处于同一直线上；5）调节所述经纬仪对准所述靶球B的中心，测量其对应的水平角，固定此时水平角，转动所述经纬仪的竖直角到一定位置，移动靶球D及微调所述经纬仪的竖直角，使所述经纬仪对准靶球D的中心，以确保所述靶球B和D投影到水平面P后处于同一直线上；6）运用所述激光跟踪仪测量所述四个靶球A、B、C和D，并将其投影到水平面P内，得到四个投影点A、B、C和D的坐标值，投影后得到的四个点的水平角与对应的四个靶球的水平角没有发生变化；通过所述激光跟踪仪软件计算出点A、C连线和点B、D连线在水平面P内的交点，与A、B构成三角形，若以为X轴建立坐标系，需求出与正北方向夹角；AB连线与正北方向交于点E，AB连线与正北方向夹角为角；为求出角，由所述激光跟踪仪软件计算得到内、、的长度、、，；内，由余弦定理得：于是，在中，，因此，；7）通过所述激光跟踪仪软件建立地理坐标系，以水平仪所得的法矢方向为Z轴，所在直线为X轴，原点可按实际需要，根据GPS等相关设备提供的坐标点确定，建立完成后将所建坐标系绕Z轴旋转角，即可得最后需要的地理坐标系。