Page 316 - 测绘新技术的理论与实践研究

测绘新技术的理论与实践研究

和位置的初值信息，可由导航计算机进行导航计算，最后得到位置和速度信息。

（二）GNSS 多天线位姿测量算法
GNSS 多天线姿态测量方法主要是在目标载体上安装多个 GNSS 天线，运动
过程中可进行天线位置和基线的实时解算，并通过坐标系转换实现位姿测量。
综上所述，由于测量任务、目标、环境等因素的区别，位姿测量的手段、方

法和使用的仪器差别较大，每种方法都有其具体适用的应用环境。总体来看，静
态位姿由于无需实时测量，可选择的手段和方法较多，测量精度也有所保证；而
动态位姿由于测量的实时性要求和特殊的应用环境，对测量方法和仪器使用都有
较大限制，测量精度较低。对比以上方法，激光跟踪仪在测量精度和动态测量性

能上都有较为明显的优势，基于此并通过上述轴对准原理建立坐标系，即可兼顾
静态和动态条件下的高精度位姿测量要求，并为特殊应用环境下的测量方法提供
检测和校准基准。

第三节 激光跟踪仪的高精度姿态测量

一、基于跟踪仪的立方镜姿态测量原理

（一）经典方法的不足
静态姿态测量中基于经纬仪准直立方镜是当前的主流方法。目前最高精度的
电子经纬仪测角精度可达 0.5″，具体实践中该方法对立方镜镜面准直测量的精

度可优于 1″，姿态测量精度可优于 5″，是目前最高的，一直以来没有被其他
高精度工业测量方法可替代。
而现阶段该方法最大的缺点在于准直测量的可操作性差，由于立方镜镜面狭
小（边长 20mm 以内），人工准直需要将经纬仪望远镜调焦至无穷远，将入射
光和反射光调为重合，同时兼顾仪器的测量范围和水平状态，测量非常困难。特

别是当立方镜安装位置过低、过高或者安装倾斜角度较大时，准直测量往往需要
借助特殊设计和制造的工装才能完成，给人为观测造成了很大困难，极端情况下
甚至会超出经纬仪俯仰角旋转范围（Leica TM5100A 电子经纬仪垂直角观测范围

为 -55° ~+47°）。另外，大多数经纬仪都不具备准直功能（目前仅 Leica 部分
系列电子经纬仪可选配 / 安装有准直灯），使该方法具有较大局限性。
激光跟踪仪出现以后，由于具有点位测量精度高、操作简便、测量速度快等

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