Page 321 - 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

标系建成后不可移动测站，因此之前必须完成四台仪器的准直寻像过程。实验中

完成所有仪器的准直寻位，用时 8′ 27″，四个测回总计用时 42′ 45″。而跟
踪仪由于在适当位置可同时观测双立方镜，不涉及搬站问题。测量得到镜面中虚
像位置坐标以及靶标球真实位置坐标用时平均为 3′ 18″。共用时 14′ 57″完
成了四测回测量任务。

（二）测量环境要求
由于采用完全不同的测量仪器和原理，为了获得两种方法各自最高的测量精

度，仪器所需要的测量环境要求有所不同。
经纬仪准直由于必须将焦距调至无穷远，因此对于仪器相对于立方镜的安置
距离没有限制要求，方便观测即可，实际观测时一般将距离保持在 0.5m 至 10m
以内。但其对于仪器架设的位置限制较大，必须严格根据立方镜的安置高度和倾

斜程度选择安置位置，实际工程中往往需要借助于专用的高低脚架才能观测，甚
至于特殊情况下无法满足观测条件。另外，整个测量过程中必须保持整个经纬仪
系统的稳定，由于多台经纬仪需要建立统一的测量坐标系，一旦测量坐标系建立

完毕，仪器必须保持稳定且不能自由移动，因此在实际测量过程中，一般都是先
设法找到立方镜准直的准确位置，再行建立测量系统，过程十分烦琐。
激光跟踪仪准直不需要将发射激光垂直对准镜面，理论上只要在跟踪仪角度
测量范围内都可以观测。测量过程中，测回之间可随意移动仪器。特别是选择好

设站位置后，单台跟踪仪可以完成多个立方镜的准直测量，避免了多台仪器建立
统一测量坐标系的过程。
通过实际操作发现，由于激光是通过立方镜镜面进行反射，且准直法线的计

算只能通过两点计算，没有多余点检核，因此立方镜镜面的平面度对测量结果有
一定影响。当平面度达不到要求时，准直不同的镜面点计算的法线可能会产生粗
差。另外，观测时需要准直镜面留有一定冗余空间，供其在自动寻找目标时微调
发射光线的方向来找寻目标，若镜面的可视面积太小，激光则极易调节到镜面之

外。因此激光准直法对位置有一定的限制要求，距离立方镜应尽可能地接近，特
别是测量多个立方镜时可尽量安置在立方镜对角线方向上。

通过以上分析可知，利用激光跟踪仪进行准直和姿态测量，将对角度观测转
换为对点位观测，充分发挥了激光跟踪仪高精度点位测量优势，整体准直和姿态
测量精度与目前主流的经纬仪方法相当。测量效率上，该方法单人单台仪器即可

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