[发明专利]用于大地测量仪的位置确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于具有距离和角度测量功能的大地测量仪的位置确定 方法，所述位置确定方法包括由可测的参考点(A-G)构成的参考点集， 这些参考点(A-G)的位置在外参考系中是已知的。

背景技术

为了记录下在测量环境中的特定点的属性，尤其为了记录下具有空 间参照的数据，从古代就知道许多测量方法。此时作为空间基准数据， 除了可能有的基准点外，还记录测量仪的位置以及相对测量点的方向、 距离和角度。尽管在许多应用场合中知道大地测量仪位置并且测量未知 位置，但也存在以下应用，此时尽管知道或测量了几个测量点，但测量 仪所在地点是未知的。

这种测量仪或者说大地测量仪的一个众所周知的例子就是经纬仪或 全站仪。R.Joeckel和M.Stober的“电子距离和方向测量”(第4版，Konrad  Wittwer出版社，斯图加特，1999)给出了关于现有技术的大地测量仪的 概述。这种测量仪具有角度和距离测量功能，它们允许确定相对选定目 标的方向和距离。角度或距离参数此时在该测量仪的一个内参考系中被 确定，并且为了绝对位置确定而在某些情况下必须还与一个外参考系相 关联。

原则上，作为所谓的自由设立，从针对已知的固定测量点的测量中 推导出测量仪的真正位置(即，测量仪的站坐标)。此时，自由设立是指 从测量中确定新点的坐标，该测量从新点开始针对周围测量过的即已知 的测量点进行。这种测量是方向和距离测量。

首先，在局部坐标系中计算周围点相对设立点的位置。借助周围点 的已知坐标，当测量进行的次数多于必需次数时，计算经过平衡的转换 参数，随后从中得到新点的所求解的坐标。这个过程可举例说明：针对 几个周围点测量距离和方向，并且在透明膜上标出这些点相对设立点的 位置，即在局部坐标系中。现在，期望的坐标系的图被垫在该膜之下。 该坐标系可以是大地坐标系，或者也可以是特定建筑项目的坐标系。现 在，在该图上也应该能找到测量点。转动和移动该膜，直到膜点尽量好 地与图上标出的点重合，这可以按照计算方式通过按照最小平方法的等 式计算来完成。现在，可以在图上读出新点坐标。此时，不是以图形方 式，而是以分析方式应用该原理，在这里，一个测量点的点编号和相对 该测量点的大地测量仪的测量值必须是已知且相互对应的。

为此所需的计算以软件方式整合在大多数的现代的全站仪或者视距 仪中。但这总是意味着，必须彼此关联地加入被测的测量点的点编号和 坐标；设立点坐标和其它期望的结果(如变量等)随后从该测量中被自 动算出并且可以被存储或者输出。用于这种计算所必需的最少次数的测 量包括相对至少两个测量点的距离和方向的确定。但实际上可以执行除 此之外的测量，以便通过重复确定来获得对所获结果的可靠性的说明。

用于从相对多于两个的固定点的方向和距离的测量中计算设立点坐 标的算法例如可以是相似变换，该相似变换与在技术文献中被称为海尔 默变换的辅助平衡相关。

就用户操作而言，全站仪设立和结合已知测量点的真正站坐标的确 定大多是针对成熟的测量工程师设计的。使用者必须可靠识别场地中的 被用于计算站坐标的测量点并且为其分派正确的点编号，该点编号建立 与测量点位置的关联。这通常只能利用其中记录有地形和测量点的图纸 来实现。因此，相应的人工分派针对测量点的实际测量是费时且易于出 错的。

此外，特殊应用场合例如全站仪被用在设备控制中的场合要求不一 定由经过专业培训的测量技术人员操纵测量仪。不过，迄今为止的测量 仪配置和用户操作不是针对该应用群体设计的。

因此，现有技术中的位置确定方法依据测量已知的测量点，该测量 点的测量值与测量点的点编号或位置数据一起被记录或继续处理。测量 时所需的测量值与点的对应减慢了该方法，增加了易出错性，使自动化 变得困难。

发明内容

因此，本发明的任务在于提供一种经过改善和简化的用于大地测量 仪的位置确定方法。

本发明的另一个任务在于降低易出错性并缩短定位需用时间。

本发明的又一个任务在于实现自动化的位置确定。