CN106643643A - 一种非接触式目标坐标的测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非接触式目标坐标的测量方法，该方法在待测空间点d的附近选取a点和b点，在两点之间放置一基准尺；在ab两点用经纬仪测量基准尺的三个基准点，得到水平和垂直共十二个角度，由已知的基准尺的基准点间的距离，计算出ab测点到基准尺的距离和夹角；从而计算出ab两点间的高度差和水平距离，在ab两点对空间同一点d的俯仰角和水平角进行测量，再用三角关系即得到空间点d相对a测点的坐标；对空间同一目标的特征点进行测量，即得到目标的大小，角度参数。以解决无法接触到待测目标的情况下，现有的测量方法很难对待测目标的坐标进行精确测量的问题。本发明属于空间测量领域。

Description

一种非接触式目标坐标的测量方法
技术领域
本发明涉及一种非接触式目标坐标的测量方法，属于空间定位技术领域。
背景技术
目前，三维空间目标的定位测量一般都需要接触待测目标或待测点，但在某些特殊情况下无法接触到待测目标，或接触待测目标十分不便，这种情况下以现有的测量方法很难对待测目标的坐标进行精确测量。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种非接触式目标坐标的测量方法，以解决无法接触到待测目标的情况下，现有的测量方法很难对待测目标的坐标进行精确测量的问题。
为解决上述问题，拟采用这样一种非接触式目标坐标的测量方法，包括：
在待测空间点d的附近选取a点和b点作为经纬仪的安置点，在两点之间放置一基准尺；
在第一个测量位置a点，用经纬仪测量基准尺的三个基准点，得到水平和垂直共六个角度，由已知的基准尺的基准点间的距离，计算出a测点到基准尺的距离和夹角；
同样，在第二个测量位置b点，用经纬仪测量基准尺的三个基准点，根据测量到的基准尺上基准点的六个角度，也得出b测量点和基准尺的相对位置和角度；
由ab两测量点和基准尺的相对距离和角度关系，确定ab两测量点间的相对位置关系，也就是ab两点间的高度差和水平距离，这样就建立了两个测量点经纬仪的相对位置关系；
下一步，在ab两点对空间同一点d的俯仰角和水平角进行测量，再用三角关系即得到空间点d相对a测点的坐标；
对空间同一目标的特征点进行测量，即得到目标的大小，角度参数。
该测量方法采用一台经纬仪在ab两测量点分别对基准尺和待测点进行测量，或该测量方法采用两台经纬仪分别在ab两测量点对基准尺和待测点进行测量；
前述测量方法中，基准尺上的三个基准点为三个间距精确已知的点，且严格地位于一条直线上；
前述测量方法中，以经纬仪安装的第一位置为第一测点a，经纬仪安装的第二位置为第二测量点b；a点为坐标原点，以a测点的方位零点为X轴，逆时针为y轴，天顶为Z轴，构成右手坐标系；
前述测量方法中，测量时基准尺放在两测量点之间，且基准尺的三个基准点在a测点看为顺时针关系，记录时从第一点的水平角，垂直角，第二点的水平角、垂直角，第三点的水平角、垂直角统一记录顺序，基准尺的方向为从第一点指向第三点。
与现有技术相比，本方法能够很方便地测量不便于接触的空间目标点，目标点可用自然特征或激光笔照射等方法得到，且对待测目标的坐标测量十分精确。
附图说明
图1是本发明的测量原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的实施例：参照图1，本实施例提供一种非接触式目标坐标的测量方法：
条件：精密经纬仪、基准尺、待测目标若干。俯仰角天顶为零，水平角顺时针。
已知：基准尺的二个边长（三个间距精确已知的点，且严格地位于一条直线上），每个点在经纬仪两次定位中的水平角和俯仰角。即已知2个长度，十二个角度。
定位和定向：以经纬仪安装的第一位置为第一测点a，经纬仪安装的第二位置为第二测量点b；a点为坐标原点，以a测点的方位零点为X轴，逆时针为y轴，天顶为Z轴，构成右手坐标系。
测量时基准尺放在两测量点之间，且基准尺的第一点放在a测站的右前方，第三点在第一点的右边，即第一点、第二点，第三点在a测点看为顺时针关系。记录时从第一点的水平角，垂直角；第二点的水平角、垂直角；第三点的水平角、垂直角统一记录顺序。基准尺的方向为从第一点指向第三点。
基准长度应不小于待测长度的十分之一；
经纬仪所定的基准方向应与基准尺基本一致。
测量步骤为：利用二台高精度的经纬仪a和b，相距一定距离架设在待测空间点d的附近，精确调平，在二经纬仪间放置一基准尺。首先分别用经纬仪测量基准尺上的三个目标点（1点、2点、3点），每个尺上目标点得到两组水平角和俯仰角，再用经纬仪测量空间待测点的水平角和俯仰角；
由ab两测量点和基准尺的相对距离和角度关系，确定ab两测量点间的相对位置关系，也就是ab两点间的高度差和水平距离，这样就建立了两个测量点经纬仪的相对位置关系；
下一步，在ab两点对空间同一点d的俯仰角和水平角进行测量，再用三角关系即得到空间点d相对a测点的坐标；
对空间同一目标的特征点进行测量，即得到目标的大小，角度参数。
在测量工作中，要保证测量和输入的角度准确无误，中间的计算工作通过设计简单的计算软件自动完成。

Claims (6)

1.一种非接触式目标坐标的测量方法，其特征在于包括以下步骤：
在待测空间点d的附近选取a点和b点作为经纬仪安置点，在两点之间放置一基准尺；
在第一个测量位置a点，用经纬仪测量基准尺的三个基准点，得到水平和垂直共六个角度，由已知的基准尺的基准点间的距离，计算出a测点到基准尺的距离和夹角；
同样，在第二个测量位置b点，用经纬仪测量基准尺的三个基准点，根据测量到的基准尺上基准点的六个角度，也得出b测量点和基准尺的相对位置和角度；
由ab两测量点和基准尺的相对距离和角度关系，确定ab两测量点间的相对位置关系，也就是ab两点间的高度差和水平距离，这样就建立了两个测量点经纬仪的相对位置关系；
下一步，在ab两点对空间同一点d的俯仰角和水平角进行测量，再用三角关系即得到空间点d相对a测点的坐标；
对空间同一目标的特征点进行测量，即得到目标的大小，角度参数。
2.根据权利要求1所述的非接触式目标坐标的测量方法，其特征在于：该测量方法采用一台经纬仪在ab两测量点分别对基准尺和待测点进行测量。
3.根据权利要求1所述的非接触式目标坐标的测量方法，其特征在于：该测量方法采用两台经纬仪分别在ab两测量点对基准尺和待测点进行测量。
4.根据权利要求1所述的非接触式目标坐标的测量方法，其特征在于：基准尺上的三个基准点为三个间距精确已知的点，且严格地位于一条直线上。
5.根据权利要求1所述的非接触式目标坐标的测量方法，其特征在于：以经纬仪安装的第一位置为第一测点a，经纬仪安装的第二位置为第二测量点b；a点为坐标原点，以a测点的方位零点为X轴，逆时针为y轴，天顶为Z轴，构成右手坐标系。
6.根据权利要求1所述的非接触式目标坐标的测量方法，其特征在于：测量时基准尺放在两测量点之间，且基准尺的三个基准点在a测点看为顺时针关系，记录时从第一点的水平角，垂直角，第二点的水平角、垂直角，第三点的水平角、垂直角统一记录顺序，基准尺的方向为从第一点指向第三点。
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