Page 325 - 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

误差，而无论是标称还是实验数据都已证明激光跟踪仪的测角误差明显大于测距

误差，不同仪器在不同的使用环境中，误差也有所区别。因此，在平差过程中如
何具体设置边角两类观测值的权，即成为一个影响平差结果的问题。在传统的激
光跟踪仪三维边角网平差过程中，主要依靠主观经验的判断，即根据观测仪器或

方法的先验精度来确定权值。这种方法比较简单，基本可以满足普通精度要求的
测量任务，但在一些精度和可靠性要求较高的测量任务中，因为测量仪器、环境
的变化，有时不能如实地反映角度和距离观测量的精度，使先验角度和距离观测

量的权比不尽合理，从而影响控制网精度。因此，为更加准确地确定各类观测值
的权，可以采用方差分量估计的方法进行三维边角网平差。

四、基于遗传算法的激光跟踪仪控制网优化设计

利用激光跟踪仪组网进行测量，可以解决单台仪器测量碰到的大部分问题。
但组网过程中跟踪仪设站位置的不同，不可避免地对目标点位测量精度有较大的

影响，尤其是当多台激光跟踪仪对同一个点进行交会测量过程中，不同设站位置
构成的网形，对交会点的测量精度有较大差别。针对此问题范百兴提出了基于多
台激光跟踪仪交会测量单点坐标的 PDOP 值解算模型，讨论了 PDOP 值的大小与

三台激光跟踪仪和单个目标点组成的四面体体积有一定关系，并通过仿真解算模
型得到了 PDOP 值的空间分布等值线图，解决了三台仪器进行单点测量时最佳设
站位置的问题。

而多台激光跟踪仪组网测量时往往需要对多个目标点进行测量，且目标点的
设置往往根据目标坐标系而定。此时若为了实现提高每个单点的交会测量精度而
进行多个测站的位置设置，过程较为烦琐，且每次计算的结果均不一致，无法

得到唯一的最佳布设测站位置。另外，如果进一步增加测站个数，针对每一点的
PDOP 值计算则更加复杂，其值大小与测站位置关系的规律也难以模拟和解算。
因此针对多测站和多目标点的测站布设问题，这部分提出了一种基于遗传算法的

跟踪仪三维控制网优化设计方法。
（一）约束条件
利用多台跟踪仪组成控制网对目标进行测量时，跟踪仪设站的位置除了要考

虑测量精度外，还得顾及工作区域边界、目标点的可视性、跟踪仪间距等因素的
约束。

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