Optimization and accuracy analysis of point spatial distribution based on three-dimensional multi-point intersection

Ke-liang DING; Ting-ting JIN; Zhi-qiang JIANG; Tian LI; Hao-min CHEN

doi:10.37188/OPE.20212904.0691

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Optimization and accuracy analysis of point spatial distribution based on three-dimensional multi-point intersection

Modern Applied Optics | 更新时间：2021-05-12

- Optimization and accuracy analysis of point spatial distribution based on three-dimensional multi-point intersection
- Optics and Precision Engineering Vol. 29, Issue 4, Pages: 691-700(2021)
- 作者机构：
  
  1.北京建筑大学测绘与城市空间信息学院，北京 102616
  2.中国科学院上海高等研究院，上海 201210
  3.北京普达迪泰科技有限公司，北京 100083
- 作者简介：
  
  E-mail： jiangzhiqiang@zjlab.org.cn
- 基金信息：
- DOI：10.37188/OPE.20212904.0691
  CLC： TB96
- Received：18 August 2020，
  
  Revised：18 October 2020，
  
  Published：15 April 2021
- 稿件说明：
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丁克良,靳婷婷,蒋志强等.三维多点交会点位空间分布优化与精度分析[J].光学精密工程,2021,29(04):691-700.

DING Ke-liang,JIN Ting-ting,JIANG Zhi-qiang,et al.Optimization and accuracy analysis of point spatial distribution based on three-dimensional multi-point intersection[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(04):691-700.
丁克良,靳婷婷,蒋志强等.三维多点交会点位空间分布优化与精度分析[J].光学精密工程,2021,29(04):691-700. DOI： 10.37188/OPE.20212904.0691.

DING Ke-liang,JIN Ting-ting,JIANG Zhi-qiang,et al.Optimization and accuracy analysis of point spatial distribution based on three-dimensional multi-point intersection[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(04):691-700. DOI： 10.37188/OPE.20212904.0691.

摘要

为了提高超高精度、大尺寸三维控制网布设中点位交会的测量精度，利用激光跟踪仪测量系统建立高精度三维控制网，点位交会精度受测量点空间几何分布的影响，构建了基于激光跟踪仪测量系统的加权几何精度因子模型，根据测量点的点位分布和数量，从水平面、高程等方面对多方向多距离的空间点位交会精度进行了比较分析。实验结果表明：三点交会测量时，测量点距离越短，天顶距间差值越大，点位交会精度越高；在已知四面体的内部插入测量点，测量点距离越短，天顶距越大，点位交会精度越高；测量点为6个时，点位交会精度能很好地满足测量要求，且精度趋于稳定，随测量点的增加，精度提升缓慢。该方法可选取有利的点位位置，有效地提高点位交会精度，在实际工程应用中具有较高的应用价值。

Abstract

To improve point measurement accuracy in ultra-high-precision and large-scale 3D control network layouts， a high-precision 3D control network is established using a laser tracker measurement system. The precision of point intersection is affected by the spatial geometric distribution of the measuring points. A weighted geometric precision factor model based on the laser tracker measurement system is constructed. The precision of multi-directional and multi-distance spatial point intersection is compared and analyzed from the distribution and number of measurement points， from the horizontal plane and elevation .The experimental results show that the shorter the measuring point distance， the greater the deviation between the zenith distance， and the higher the precision of point intersection when measuring at a three-point intersection . When adding a measuring point inside a known tetrahedron， the shorter the observation distance of the measuring point， the greater the zenith distance， and the higher the precision of point intersection； When the number of known points is 6， the point intersection accuracy can meet the measurement requirements， and the precision tends to be stable. With an increase in the number of measuring points， the precision improves slowly. This method can select favorable positions of points， effectively improve the accuracy of point rendezvous， and has high application value in practical engineering applications.

关键词

Keywords

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