天頂攝影儀傾角補償方式的改進

0傳統傾角補償方法組成局部用于大地測量的大地測量誤差補償方法在大地測量中的應用數字天頂攝影儀是一種高精度的天線跟蹤儀，具有自動化程度高、定位效率高、人跡差異影響等優點，廣泛應用于大地測量。傾角儀輸出值受溫度變化和周圍環境震動的影響，產生零點偏差和線性漂移，傳統的傾角補償方法僅通過取一次對稱拍攝時的傾角修正值的方式進行傾角補償1傾斜補償原理傾角儀是高精度儀器，如圖1所示，能夠準確敏感輸出數字化天頂攝影儀旋轉軸與垂直軸在正北與正東方向上傾斜角的分量，文獻為方便分析，假設傾角儀的比例系數k由文獻式中，A假設由位置Ⅱ轉至位置Ⅰ過程中傾角儀產生的線性漂移則數字化天頂攝影旋轉軸的傾斜補償量（Δφ式中，A根據以上相似的推導方法，可以得到當傾角儀的兩敏感軸比例系數k觀察式（5）、式（6）可知，通過取Ⅰ-Ⅱ觀測位置和Ⅱ-Ⅰ觀測位置傾斜修正的補償值，可消除轉臺由位置Ⅰ轉至位置Ⅱ和位置Ⅱ轉至位置Ⅰ過程中傾角儀的線性漂移2轉位不對稱性對傾角補償的影響轉臺是連接數字化天頂攝影儀上部結構與下部承載結構的重要部位，同時讓數字化天頂攝影儀具備了旋轉功能．由于安裝誤差，轉軸鋼珠受擠壓、摩擦等影響，使得轉臺在旋轉過程中存在轉位誤差．假設數字化天頂攝影儀在初始位置傾角儀的X、Y軸的輸出值為m在旋轉角θ=180°時，數字化天頂攝影儀旋轉軸的傾斜分量為假設轉臺的不對稱誤差為Δθ，將其代入式（7）可得則聯立式（8）與式（10）可得式（11）即為轉位不對稱性誤差對旋轉軸傾斜分量影響的表達式，Δθ的單位為弧度．在Δθ轉位誤差情況下，數字化天頂攝影儀旋轉軸的傾角補償（Δφ式中，A為方位角．在轉位不對稱性誤差Δθ影響下，旋轉軸天文經緯度傾角補償的變化量（Δ式中，Δ3管理狀況對傾角補償的影響由文獻式中，φ令X=[Δβ，Δk式中，則參數值的標定值為由式（14）可知，Δφ由最小二乘法可得由式（20）可知傾角儀的狀態參數發生變化，采用變化后的狀態參數，將會對天頂攝影儀的傾角補償產生影響．4測點位置誤差的影響為分析各影響因素對數字化天頂攝影儀傾角補償的影響，將天頂攝影儀在測站點進行定位實驗，實驗過程中采用的傾角儀型號為徠卡Nivel210，其量程為±410為分析零點偏差與線性漂移對傾角補償的影響，以一個對稱位置為解算單元，即有1-2、3-4、5-6、7-8、9-10、11-12、13-14、15-16這八個解算單元．在實驗過程中分別采用文獻由圖4分析可知，采用Ⅰ-Ⅱ觀測位置和Ⅱ-Ⅰ觀測位置傾角修正求平均的方式進行傾角補償，可將傾角儀的零點偏差與線性漂移消除，對數字化天頂攝影儀的定位精度的提高具有幫助．采用傳統傾角補償方式得到的定位結果，其天文經度中誤差為0.337由表1可知，轉臺轉位不對稱誤差直接影響天頂攝影儀旋轉軸的測量準確度，為保證旋轉軸的傾角補償的測量精度，在數字化天頂攝影儀調平狀態在10為研究位置誤差與數字化天頂攝影儀定位精度相當時，測站點位置誤差對傾角補償的影響，首先在測站點（108.121228°，33.316016°）進行3個定位循環的拍攝，對這24對稱單元進行定位解算來確定數字化天頂攝影儀的定位精度，以此作為測站點的位置誤差如表2所示．首先在測站點無誤差情況下進行傾角儀狀態參數的標定，結果如表3所示，然后對測站點天文經度λ由表4分析可知，方向角之差在0.21°以內，比例系數之差Δk實驗結果表明，在測站點存在與儀器自身定位精度相當的誤差情況下標定的傾角儀參數，與測站點無誤差情況下標定的參數都用于旋轉軸的傾角補償，兩種情況下得到的傾角補償值基本相同，由此可知，當測站點存在與儀器自身定位精度相當的誤差時，使用數字化天頂攝影儀進行定位測量的同時，可進行傾角儀的狀態參數的標定．避免了傾角儀狀態參數的標定只能在特定測站點（高精度基本天文點）上進行的缺陷，提高了儀器使用的靈活性．5轉位不對稱性誤差對傾角補償的影響選取Ⅰ-Ⅱ觀測位置和Ⅱ-Ⅰ觀測位置傾角補償的平均值，成功消除了零點偏差與線性漂移誤差的影響，提高了天頂攝影儀的