Page 322 - 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

操作，无需人眼瞄准观测，能够大幅降低工作强度，避免人员观测误差。测量环

境上，跟踪仪无需整平、高度调整范围限制小，测回之间可随意变换位置。
综上分析，激光跟踪仪已经具备替代高精度经纬仪进行准直和姿态测量的能
力。特别在操作方法、测量速度等方面也同样具有显著优势。该方法拓宽了准直
和姿态测量的手段和方法，也拓宽了激光跟踪仪的应用范围。

第四节 多台激光跟踪仪理论、技术实现

一、多台激光跟踪仪组网理论

单台激光跟踪仪使用较为灵活，具有较高的位置测量精度，但随着应用环境
日益复杂，许多情况下单台仪器已经无法满足需要。
首先，对于大尺寸的工业产品测量，激光跟踪仪测量精度在超出一定范围

后，难以满足要求。以 Leica AT960 型激光跟踪仪为例，在其测程范围内的标
称点位精度为 ±（15μm+6μm/m），通过实测使用，单台仪器的测量精度随
着测程增加逐渐降低，在 10m 至 20m 范围内进行测量时实际点坐标精度达到
0.07mm~0.135mm。

其次，由于单台仪器观测范围的限制，对于工业产品的 360°覆盖测量只能
采用多次搬站进行测量。搬站时仪器不可避免出现重复开关机和反复预热的情况，
降低测量效率，且搬站后的坐标系转换一般通过公共点转换完成，必然会造成测

量精度的损失。
最后，在进行大型设备拼装测量以及空间目标姿态测量时，需要同时跟踪测
量多个运动目标，以进行位置和姿态的实时解算，单台激光跟踪仪无法实现，此
时只能通过多台跟踪仪进行组网测量。另外，当任务中的姿态角包含方位角时，
还需要将多台激光跟踪仪与陀螺经纬仪进行组网，以完成快速实时定向测量。

多台激光跟踪仪的组网方式按照不同原理大致分为基于测边网方式的组网和
边角网方式组网，两种组网方式在所涉及的平差方法、观测量、权的分配以及未
知参数个数等都有所不同。两种方式所解决的实际问题也有所区别：测边网可以

得到更高的测站和定向点精度，但无法解决姿态问题；而边角网则可以同时解算
测站的姿态值，以便进行目标姿态角的解算。此外，实际经验表明多个测站组网
的网形不同，对目标点的测量精度有较大的影响，因此也有必要探讨多台激光跟

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