Page 299 - 测绘新技术的理论与实践研究

第九章 激光跟踪仪高精度测量技术研究

量的仪器，各关节的长度是固定值，通过安装在各关节及连杆内部的动态高精度

角度编码器实时获得各关节及连杆的转角，再结合关节及连杆的机械参数（厚度、
长度等）计算出测量点的三维坐标，其坐标测量原理相当于高精度测边的空间支
导线。
该系统是一种经济有效的测量解决方案，使用灵活，属于接触式测量系统，

测量范围有限，测量精度一般在 ±0.1mm 左右。关节臂测量机的最大特点是不
需要通视条件就可以实现测量，这是其他工业测量系统不可比的，另外它的测头
可以和三坐标机的进行互换。关节臂的长度有限制，测量范围也有限，可以通过
“蛙跳”的方法（公共点坐标转换）扩大量程，另外与其他系统组合（如采用专

用导轨或激光跟踪仪）也可扩展其量程，实现大范围的测量。
（七）iGPS 测量系统
iGPS（Infrared/Indoor GPS）技术在测量时，需要不少于两个以上的 iGPS 发
射器、通过交会测量空间点的三维坐标，其工作模式类似于 GPS 定位模式，属

于小范围实时的高精度三维坐标测量技术。需要说明的是，iGPS 的测量原理更
接近经纬仪角度交会测量原理，各个发射器之间的定位定向原理为光束法平差模
型，每个 iGPS 发射器相当于一台具有无度盘测角功能的电子经纬仪，但它是通
过旋转向四周发射红外光线信号，发出的信号被 iGPS 接收器接收，同时测量发

射器到接收器的水平角和垂直角。因此，和经纬仪系统类似，该发射器系统需由
两台或两台以上 iGPS 激光发射器构成，才能通过角度空间前方交会测量原理获
取空间点的三维坐标。

三、位姿测量技术

（一）位置测量技术现状
除个别情况外，大尺寸工业测量中位置信息的获取一般都通过角度测量和距
离测量得到，如角度交会、距离交会以及角度距离综合计算（极坐标、导线测量）。

因此，位置测量技术总体上可分为测角技术、测距技术以及以此为基础的多种坐
标测量系统。
1. 测角技术

随着度盘的出现，角度测量有了快速发展，从测量原理上大致可以分为机械
式和光学式测角。机械式测角技术的典型代表是多齿分度台，由美国 A.A.Gage
公司在 20 世纪 50 年代末首先研制并取得专利。多齿分度台的端面齿盘可加工为

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