[发明专利]一种交会测量系统的光机定位测量方法

摘要

本发明公开了一种交会测量系统的光机定位测量方法，利用六个经纬仪，分别建立基准镜A坐标系OASMXASMYASMZASM、基准镜B坐标系OBSMXBSMYBSMZBSM、第一反射镜虚拟坐标系OANMXANMYANMZANM和第二反射镜虚拟坐标系OBNMXBNMYBNMZBNM，解算出坐标系OANMXANMYANMZANM到坐标系OASMXASMYASMZASM的旋转矩阵CA，解算出坐标系OBNMXBNMYBNMZBNM到坐标系OBSMXBSMYBSMZBSM的旋转矩阵CB；根据旋转矩阵CA、CB解算出矢量RA、RB；根据RA得到相机A的虚拟坐标系和基准镜A坐标系之间的旋转矩阵C1；根据RB和镜像方程得到相机B的虚拟坐标系和基准镜B坐标系之间的旋转矩阵C2；完成基准镜A坐标系与基准镜B坐标系的相对关系测试获得旋转矩阵C3；根据C1、C2和C3确定两相机虚拟坐标系间的旋转矩阵C4。本发明操作简单、精度高、能够降低对硬件的配置要求。

主权项

一种交会测量系统的光机定位测量方法，所述交会测量系统包括相机A、相机B和反射镜；相机A、相机B对称放置于反射镜两侧；在相机A上安装基准镜A，在相机B上安装基准镜B；反射镜具有两个对称反射面，其特征在于：交会测量系统的光机定位测量方法包括如下步骤：分别建立相机A的基准镜A坐标系OASMXASMYASMZASM和相机B的基准镜B坐标系OBSMXBSMYBSMZBSM；ZASM、ZBSM轴平行于相机A和B的光轴并指向反射镜，XASM、XBSM轴垂直于相机安装底面向上，YASM轴与XASM轴、ZASM轴构成左手坐标系，YBSM轴与XBSM轴、ZBSM轴构成左手坐标系；经纬仪1对基准镜的ZASM轴进行准直测量，经纬仪2对基准镜的XASM轴进行准直测量，通过大地测绘的方式最终确定相机A的基准镜A坐标系OASMXASMYASMZASM；经纬仪4对基准镜的ZBSM轴进行准直测量，经纬仪5对基准镜的XBSM轴进行准直测量，通过大地测绘的方式最终确定相机B的基准镜B坐标系OBSMXBSMYBSMZBSM；分别建立第一反射镜虚拟坐标系OANMXANMYANMZANM和第二反射镜虚拟坐标系OBNMXBNMYBNMZBNM，其中以第一反射面上的标志点作为原点OANM，ZANM轴指向第一反射面的法线方向，YANM轴与YASM轴平行，XANM轴与YANM、ZANM轴构成右手坐标系；以第二反射面上的标志点作为原点OBNM，ZBNM轴指向第一反射面的法线方向，YBNM轴与YBSM轴平行，XBNM轴与YBNM、ZBNM轴构成右手坐标系；经纬仪3以第一反射面上的标志点作为原点，对第一反射面的法线方向进行准直获得反射镜虚拟坐标系的ZANM轴，通过经纬仪3与经纬仪1和经纬仪2进行互瞄获得反射镜虚拟坐标系的YANM轴，从而获得第一反射镜虚拟坐标系；经纬仪6以第二反射面上的标志点作为原点，对第二反射面的法线方向进行准直获得反射镜虚拟坐标系的ZBNM轴，通过经纬仪6与经纬仪4和经纬仪5进行互瞄获得第二反射镜虚拟坐标系的YBNM轴，从而获得第二反射镜虚拟坐标系；解算出坐标系OANMXANMYANMZANM到坐标系OASMXASMYASMZASM的旋转矩阵CA；解算出坐标系OBNMXBNMYBNMZBNM到坐标系OBSMXBSMYBSMZBSM的旋转矩阵CB；根据旋转矩阵CA解算出第一反射面的法线在基准镜A坐标系下的矢量RA；根据旋转矩阵CB解算出第二反射面的法线在基准镜B坐标系下的矢量RB；建立相机A的虚拟坐标系与相机A的基准镜A坐标系间的相对关系，建立相机B的虚拟坐标系与相机B的基准镜B坐标系间的相对关系；相机A或B的虚拟坐标系为相机A或B实际测量坐标系的反射镜镜像，相机A或B的虚拟坐标系原点是相机A或B的主点在反射镜的镜像点，坐标轴定义与基准镜A或B坐标系在反射镜的镜像完全一致；根据第一反射面的法线在基准镜A坐标系下的矢量RA和镜像方程得到相机A的虚拟坐标系和基准镜A坐标系之间的旋转矩阵C1；根据第二反射面的法线在基准镜B坐标系下的矢量RB和镜像方程得到相机B的虚拟坐标系和基准镜B坐标系之间的旋转矩阵C2；通过经纬仪1和经纬仪4的互瞄，经纬仪2和经纬仪5的互瞄完成基准镜A坐标系与基准镜B坐标系的相对关系测试获得旋转矩阵C3；根据旋转矩阵C1、旋转矩阵C2和旋转矩阵C3确定两相机虚拟坐标系间的旋转矩阵C4。