专利名称：一种高精度横轴倾斜误差补偿方法
技术领域：
本发明属于电子类测绘仪器技术领域，涉及一种应用于有角度补偿的电子全站仪、电子经纬仪等测绘仪器的高精度横轴倾斜误差补偿方法。
背景技术：
对于电子经纬仪等测绘仪器来说，要进行精确角度测量，其前提是经纬仪的横轴水平、竖轴铅垂，横轴、竖轴与视准轴三轴两两丁交。其中，把横轴的不水平度称为横轴倾斜误差(i)，由于在实际测量过程中，横轴倾斜误差总是一定程度的存在，因此，为了获得较高精度的角度测量值，就需要对横轴倾斜误差进行补偿。当前，国内外高精度电子经纬仪与全站仪所采用的横轴倾斜误差补偿公式为Δ i = i tan β (1)其中，Ai为横轴倾斜误差对水平方向值的影响，β为目标垂直角。但是，上述公式的获得是基于球面三角学原理推导而来，在推导过程中假定了横轴误差很小，且进行了大量数学近似处理，忽略了不同误差同时存在时的耦合问题，因此， 上述横轴倾斜误差补偿公式只是一个近似误差补偿模型，并不能精确的反映横轴倾斜对水平角测量的影响，而且只适合横轴倾斜误差较小的情况，对于横轴倾斜误差较大时的情况， 并不适用。因此，需要研究一种新的横轴倾斜误差补偿方法。

发明内容
针对上述现有技术状况，本发明的目的在于，提出一种能够在较大范围内对横轴倾斜误差对水平方向测角值的影响进行高精度补偿方法。本发明的基本构思是与现有的基于坐标变换进行方位角测量的思路不同，本发明主要针对由横轴倾斜误差带来的对水平角的测量误差进行补偿，提供一种水平角高精度补偿数学模型，将经纬仪的横轴倾斜误差作为基本的矩阵元，将经纬仪测角的旋转过程以相应的旋转矩阵表示，最后得到有横轴倾斜误差存在时，经纬仪水平角的真实测量模型。其具体步骤如下步骤1 在经纬仪三轴两两垂直的状态下，以经纬仪的横轴、视准轴以及竖轴分别为X、Y、Z轴建立正交直角坐标系；步骤2 当存在横轴倾斜误差i时，经纬仪的三轴发生倾斜(如

图1所示)，所述的横轴倾斜误差i是指一种可检定误差。此时，经纬仪横轴倾斜误差矩阵为
COSi0-sin/'
C1 =010^sini0COS/ J 步骤3 当经纬仪对目标进行观测时，若水平角的测量值为α，竖直角的测量值为 β，则旋转矩阵分别为
权利要求
1.一种高精度水平角横轴倾斜误差补偿方法，其特征在于针对由横轴倾斜误差带来的对水平角的测量误差进行补偿，将经纬仪的横轴倾斜误差作为基本的矩阵元，将经纬仪测角的旋转过程以相应的旋转矩阵表示，最后得到有横轴倾斜误差存在时，经纬仪水平角的真实测量模型。
2.根据权利要求1所述的一种高精度水平角横轴倾斜误差补偿方法，其特征在于补偿方法的具体步骤如下步骤1 在经纬仪三轴两两垂直的状态下，以经纬仪的横轴、视准轴以及竖轴分别为X、 Y、Z轴建立正交直角坐标系；步骤2 当存在横轴倾斜误差i时，经纬仪的三轴发生倾斜，所述的横轴倾斜误差i是指一种可检定误差。此时，经纬仪横轴倾斜误差矩阵为
全文摘要
本发明涉及一种应用于有角度补偿的电子全站仪、电子经纬仪等测绘仪器的高精度横轴倾斜误差补偿方法，其特征在于针对由横轴倾斜误差带来的对水平角的测量误差进行补偿，将经纬仪的横轴倾斜误差作为基本的矩阵元，将经纬仪测角的旋转过程以相应的旋转矩阵表示，最后得到有横轴倾斜误差存在时，经纬仪水平角的真实测量模型。本发明同现有技术相比的优越性在于，所提出的是一种通过坐标变换建立的精确的数学模型，并将新模型运用于经纬仪水平角的高精度测量中，因此补偿精度更高，误差补偿范围更大，且易于实施。
文档编号G01C1/00GK102207380SQ201110046540
公开日2011年10月5日 申请日期2011年6月9日 优先权日2011年6月9日
发明者何祯鑫, 刘春桐, 张志利, 王东波, 赵晓枫 申请人:中国人民解放军第二炮兵工程学院