[发明专利]一种全站仪不整平自由测站测量方法

权利要求书

1.一种全站仪不整平自由测站测量方法，其特征在于，包括步骤：

S1.获取全站仪在整平空间直角坐标系和不整平空间直角坐标系中测量时的n个公共点坐标；

S2.对n个公共点坐标进行重心化处理；

S3.将重心化处理后的n个公共点坐标代入基于布尔沙的空间坐标转换模型中，得到不整平自由测量的空间坐标转换模型；

S4.解算出不整平自由测量的空间坐标转换模型的尺度比例因子k的最小均方估计；

S5.解算出不整平自由测量的空间坐标转换模型的旋转矩阵R和尺度比例因子k；

S6.解算出不整平自由测量的空间坐标转换模型的平移参数ΔX、ΔY、ΔZ；

S7.评估不整平自由测量的空间坐标转换模型的精度。

2.根据权利要求1所述的一种全站仪不整平自由测站测量方法，其特征在于，所述S1中n个公共点坐标表示为(X_i，Y_i，Z_i)和(X′_i，Y′_i，Z′_i)，i＝1，2，…，n(n≥3)。

3.根据权利要求1所述的一种全站仪不整平自由测站测量方法，其特征在于，所述S3中基于布尔沙的空间坐标转换模型表示为：

设O₁-X₁Y₁Z₁坐标系为整平空间直角坐标系，O₂-X₂Y₂Z₂坐标系为不整平空间直角坐标系，点P在整平空间直角坐标系O₁-X₁Y₁Z₁中的坐标为(X₁，Y₁，Y₁)，在不整平空间直角坐标系O₂-X₂Y₂Z₂中的坐标为(X₂，Y₂，Z₂)，点P在O₁-X₁Y₁Z₁坐标系和O₂-X₂Y₂Z₂坐标系之间的三维坐标转换模型为：

式(1)中，[ΔX ΔY ΔZ]^Τ为平移因子，m为尺度参数，R₁、R₂、R₃为坐标旋转矩阵，其中，R₁是把O₁-X₁Y₁Z₁坐标系先绕O₂-X₂Y₂Z₂坐标系的Z轴旋转一个α角得到的旋转矩阵，R₂是接着把O₁-X₁Y₁Z₁坐标系绕O₂-X₂Y₂Z₂坐标系的X轴旋转一个β角得到的旋转矩阵，R3是接着把O₁-X₁Y₁Z₁坐标系绕O₂-X₂Y₂Z₂坐标系的Y轴旋转一个γ角得到的旋转矩阵；

即：

令R＝R₃R₂R₁，式(1)变形为：

式(2)中，