GAT陀螺全站仪误差分析与贯通测量模拟系统设计研究

论文摘要

GAT陀螺全站仪是具有我国自主知识产权的高精度磁悬浮陀螺全站仪,大量工程实践表明其已实现优于±5秒的测量精度,在精密地下工程等测量工作中日益发挥出重要的作用。分析与评价GAT陀螺全站仪的测量精度是需要进行的重要工作,对地下贯通测量工作的模拟与优化分析也是一个重要的研究课题。本文首先简要介绍了GAT陀螺全站仪的基本测量原理,并从仪器结构、测量过程与仪器物理动态过程等方面对磁悬浮陀螺全站仪的测量误差进行分类与分析研究；对磁悬浮陀螺全站仪的技术创新进行了总结与说明,对磁悬浮陀螺仪的特点与优势进行了系统的比较与说明。最后,基于Visual C++ 6.0开发了贯通测量模拟仿真系统,该系统可以对陀螺全站仪采集的野外数据进行导线网平差,并利用模拟方位角进行模拟仿真计算,可以动态、最优地确定陀螺边的最优测量位置,并直观地反映出加测的陀螺边的最优测量效果,实现地下贯通测量工作的最优化设计过程,实现了地下测量优化工作的动态辅助设计功能。本文的研究意义在于对陀螺全站仪的误差源进行了基本分析与分类研究,为磁悬浮陀螺全站仪的误差分析奠定了基础；实现了贯通测量模拟系统,从而可以动态地分析地下测量的误差分布规律,并为贯通测量的动态最优化设计提供了基于实际观测数据与优化方案可视化选择建立了基本的实验平台。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要工作及创新点
• 1.3.1 本文的主要内容
• 1.3.2 本文创新点
• 第二章 陀螺仪全站仪的基本原理
• 2.1 陀螺仪的工作原理
• 2.1.1 地球自转及其对陀螺仪的作用
• 2.1.2 陀螺仪轴对地球的相对运动
• 2.1.3 陀螺仪轴的进动方程
• 2.2 GAT陀螺全站仪的测量定向原理
• 第三章 GAT陀螺全站仪的误差分析
• 3.1 仪器系统本身有关的误差
• 3.1.1 陀螺全站仪轴系误差
• 3.1.2 仪器常数的变化
• 3.1.3 电源输出的变化
• 3.2 与观测过程有关的误差
• 3.2.1 对中误差
• 3.2.2 瞄准误差
• 3.2.3 平台调平误差
• 3.3 其他条件的影响
• 3.3.1 原始坐标精度和子午线收敛角计算
• 3.3.2 纬度变化对测量的影响
• 3.3.3 温度变化对测量的影响
• 3.3.4 振动对测量的影响
• 3.3.5 物理量误差的影响
• 3.3.6 其他
• 3.4 一测回方向中误差
• 第四章 GAT陀螺全站仪的优势比较
• 4.1 几种陀螺仪简介
• 4.2 GAT陀螺全站仪的技术突破与创新
• 4.2.1 磁悬浮支撑技术
• 4.2.2 无接触式光电力矩反馈控制技术
• 4.2.3 高精度测角和回转技术
• 4.2.4 测量稳定性技术
• 4.2.5 环境适应性技术
• 4.2.6 磁悬浮陀螺全站仪的一体化系统集成和智能通信技术
• 4.2.7 贯通误差预计控制仿真技术
• 4.2.8 精度比对检定及系统性能评测技术
• 4.3 与国内外研究、技术的比较
• 4.3.1 技术系统的比较
• 4.3.2 技术指标的比较
• 4.3.3 竞争力比较
• 4.4 工程应用实例
• 第五章 贯通测量模拟子系统设计与开发
• 5.1 贯通测量模拟系统数据处理流程
• 5.1.1 软件功能设计
• 5.1.2 贯通测量模拟子系统设计与实现
• 5.1.3 控制网数据格式设计
• 5.2 坐标系统及相关类设计
• 5.2.1 映像方式
• 5.2.2 程序实现坐标系统转换
• 5.2.3 系统相关类设计
• 5.3 平面控制网平差子程序的设计
• 5.3.1 平面控制网平差子程序设计原则
• 5.3.2 平面控制网平差流程
• 5.3.3 平面控制网误差方程式的建立
• 5.4 控制网数据处理算例
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢