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经纬仪移动坐标测量系统关键技术研究及软件设计

作　者: 郭华宁
导　师: 邾继贵
学　校: 天津大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 电子经纬仪经纬仪测量系统定向串口通信测量软件
分类号: TH761.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 178次
引　用: 3次
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内容摘要

移动式空间坐标测量系统(经纬仪测量系统)使用的是测角仪器,即经纬仪,通过组合模式,构造空间交汇测量来获取被测物体的三维信息。该系统具有检测速度快、测量精度高、测量范围大、数据处理易于自动化等优点,在国内外制造业中得到了广泛的应用。本文针对工业现场精密测量的需求,分析了移动式三座标测量技术的现状,研究了经纬仪测量系统定向、经纬仪与计算机之间数据传输等关键技术。基于测量系统应用和功能的要求及其工作流程,对系统的软件部分进行了分析,设计出基于数据库和三维塑模技术的坐标测量软件系统,并通过实验检验了软件在测量过程当中的的实用性和测量系统在新定向算法下的定向精度。本论文的主要研究内容如下:1.分析了经纬仪测量系统在工业领域的应用情况,以及国内外的应用状况,对经纬仪测量系统进行了论述。2.研究了经纬仪测量系统的模型及其定向方法,并在此基础上,针对新型经纬仪的特点,对模型进行了改进,并研究了新的定向算法。3.研究了经纬仪测量系统中经纬仪与计算机的通信方法,先后分析了基于Leica GeoCOM和基于MFC MSComm控件技术的串口通信方法,实现了经纬仪与计算机之间的数据通信功能。4.针对工业现场精密测量的需求,基于测量系统的工作流程,对系统的软件部分的功能需求进行了分析,并对软件部分进行了设计。5.通过实验和数据分析,检验了新模型的定向精度并分析了影响精度的原因。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-14
  1.1 引言  8-9
  1.2 经纬仪测量系统  9-11
    1.2.1 经纬仪测量系统概述  9-10
    1.2.2 经纬仪测量系统介绍  10
    1.2.3 经纬仪测量系统的定向技术  10-11
    1.2.4 经纬仪测量系统软件  11
  1.3 国内外现状  11-12
  1.4 本论文的主要内容及意义  12-14
    1.4.1 意义  12-13
    1.4.2 主要工作内容  13-14
第二章电子经纬仪的结构特点和工作原理  14-25
  2.1 电子经纬仪的结构和特点  14-17
    2.1.1 经纬仪的结构  14-16
    2.1.2 电子经纬仪的特点  16
    2.1.3 电子经纬仪目前采用的技术改进简介  16
    2.1.4 决定电子经纬仪精度的因素  16-17
    2.1.5 电经纬仪应满足的几何条件  17
  2.2 电子经纬仪的工作原理  17-24
    2.2.1 电子经纬仪的测角原理概述  17-22
    2.2.2 电子细分方法概述  22-24
  2.3 电子经纬仪的技术参数  24-25
第三章经纬仪测量系统定向技术的研究  25-33
  3.1 经纬仪测量系统的传统模型  25-27
  3.2 经纬仪测量系统的全新数学模型  27-31
    3.2.1 经纬仪透视投影模型  27-28
    3.2.2 空间三坐标测量模型  28-29
    3.2.3 旋转矩阵R 和平移向量T 的确定  29-31
  3.3 模型的改进  31-32
  3.4 本章小节  32-33
第四章基于数据库的测量软件开发  33-55
  4.1 经纬仪测量系统软件的需求分析  33-34
    4.1.1 测量性能及功能要求  33-34
    4.1.2 开发环境的确定  34
  4.2 测量数据分析  34-39
    4.2.1 基于数据库的测量软件设计的基本思想  34-35
    4.2.2 数据管理方式  35-37
    4.2.3 数据库的访问  37-39
  4.3 测量软件的整体设计  39-43
    4.3.1 测量系统的工作流程  39-40
    4.3.2 整体框架  40-41
    4.3.3 界面设计  41-43
  4.4 基于三维CAD 模型的软件开发  43-45
    4.4.1 ACIS/HOOPS 简介  43-44
    4.4.2 基于ACIS/HOOPS 的软件设计  44-45
  4.5 系统模块开发  45-46
  4.6 测量系统定向软件设计  46-48
    4.6.1 定向软件设计思想  46-47
    4.6.2 定向软件的工作流程  47-48
  4.7 经纬仪通信模块设计  48-54
    4.7.1 基于Leica GeoCOM 的程序设计  49-52
      4.7.1.1 GeoCOM 介绍  49-50
      4.7.1.2 GeoCOM 程序设计  50-52
    4.7.2 MSComm 串口通信  52-54
      4.7.2.1 串口通信原理  52-53
      4.7.2.2 串口通信程序设计  53-54
  4.8 本章小结  54-55
第五章测量系统的误差分析与实验结果  55-65
  5.1 经纬仪测角误差  55-58
    5.1.1 视准轴误差  55-56
    5.1.2 横轴倾斜误差  56
    5.1.3 竖轴倾斜误差  56-57
    5.1.4 竖盘指标差  57
    5.1.5 瞄准误差  57-58
  5.2 系统定向误差  58
  5.3 经纬仪测量系统的定向及精度试验  58-65
第六章全文总结及工作展望  65-66
参考文献  66-68
发表论文和科研情况说明  68-69
致谢  69

经纬仪移动坐标测量系统关键技术研究及软件设计

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