[发明专利]一种基于自由设站的多作业块拼装式测图方法

权利要求书

1.一种基于自由设站的多作业块拼装式测图方法，整个测图区域内利用GPS技术测得两个以上公共点在成图坐标系下的坐标，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤一、将整个测图区域划分为n个作业块，并且在相邻的作业块之间设置连接点；

步骤二、对于每一个作业块，分别利用全站仪自由设站法测得作业块内的碎部点、连接点和公共点在该作业块独立坐标系下的坐标，并成图得到作业块的成果图；

步骤三、任意选定一个作业块的独立坐标系作为过渡坐标系，利用连接点将“步骤二”所得各作业块的成果图进行拼接，得到整个测图区域在过渡坐标系下的成果图；

步骤四、利用公共点，将整个测图区域在过渡坐标系下的成果图通过坐标转换，得到整个测图区域在成图坐标系下的成果图。

2.根据权利要求1所述的一种基于自由设站的多作业块拼装式测图方法，其特征在于：连接点处于作业块边缘，属于相邻作业块共有；每个作业块的连接点不少于2个，整个测图区域内的连接点总数不少于2(n-1)个。

3.根据权利要求1所述的一种基于自由设站的多作业块拼装式测图方法，其特征在于，“步骤二”中所述的全站仪自由设站法包括以下步骤：

步骤2.1、对于任一作业块，在便于观测的位置架设全站仪，假设测站点的坐标和北方向，形成该作业块独立坐标系；

步骤2.2、利用极坐标法测得测站可视范围内的碎部点、连接点和公共点在该作业块独立坐标系下的坐标；

步骤2.3、如果该作业块内还有需要测量的点位不在测站可视范围内，则利用支点的方法完成该作业块内剩余点位的测量。

4.根据权利要求1所述的一种基于自由设站的多作业块拼装式测图方法，其特征在于，“步骤三”所述的对各作业块成果图进行拼接的方法如下：

对于属于作业块i和作业块j的连接点p,其误差方程为(1)式

10xi,p-yi,p01yi,pxi,paibicidi-10xj,p-yj,p01yj,pxj,pajbjcjdj=vxvy---(1)]]>

(1)式中，(x_i,p、y_i,p)为连接点p在作业块i独立坐标系下的坐标，(x_j,p、y_j,p)为连接点p在作业块j独立坐标系下的坐标，[a_i b_i c_i d_i]^T为作业块i由自身独立坐标系向过渡坐标系进行坐标转换的坐标转换参数，[a_j b_j c_j d_j]^T为作业块j由自身独立坐标系向过渡坐标系进行坐标转换的坐标转换参数，(v_x，v_y)为p点分别在作业块i和作业块j内的坐标转换到过渡坐标系后的坐标差；

参照(1)式，列立出所有连接点的误差方程；并令其中某一个作业块s的坐标转换参数为

[a_s b_s c_s d_s]^T＝[0 0 1 0]^T  (2)

则作业块s的独立坐标系即为过渡坐标系；

对于所有连接点的误差方程，利用最小二乘法解算出除作业块s以外其他各作业块由自身独立坐标系向过渡坐标系进行坐标转换的坐标转换参数；

将点k在作业块i独立坐标系下的坐标(x_i,k、y_i,k)及作业块i由自身独立坐标系向过渡坐标系进行坐标转换的坐标转换参数代入(3)式，得到点k在过渡坐标系下的坐标(x_k,s，y_k,s)

10xi,k-yi,k01yi,kxi,kaibicidi=xk,syk,s---(3)]]>

参照(3)式，将除作业块s外各作业块中的全站仪所测点坐标转换到过渡坐标系下，实现整个测图区域内全部碎部点、连接点和公共点统一到过渡坐标系下，其中，各连接点在过渡坐标系下的坐标取相邻作业块转换结果的平均值。

5.根据权利要求1所述的一种基于自由设站的多作业块拼装式测图方法，其特征在于，“步骤四”所述的坐标转换具体过程如下：

对于任一公共点q，其坐标转换误差方程为

10xq,s-yq,s01xq,sxq,sabcd-xqyq=vxvy---(4)]]>

(4)式中，(x_q,s、y_q,s)为公共点q由全站仪测得的在过渡坐标系下的坐标，(x_q、y_q)为公共点q由GPS技术测得的在成图坐标系下的坐标，[a b c d]^T为过渡坐标系到成图坐标系的坐标转换参数，(v_x，v_y)为转换后坐标差；

参照(4)式，列立出所有公共点的坐标转换误差方程，利用最小二乘法求得转换参数[a b c d]^T；

将过渡坐标系下的各点坐标代入(5)式，得到成图坐标下的坐标

10xk,s-yk,s01yk,sxk,sabcd=xkyk---(5)]]>

式中，(x_k,s、y_k,s)为测量点k在过渡坐标系下的坐标，[a b c d]^T为过渡坐标系到成图坐标系的坐标转换参数，(x_k、y_k)为测量点k在成图坐标系下的坐标。