[发明专利]一种在空间大地测量中求解任意旋转角三维坐标转换参数的方法

权利要求书

1.一种在空间大地测量中求解任意旋转角三维坐标转换参数的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、获取两个坐标系下公共点的三维坐标：采用全站仪(1)获取多个公共点在第一三维坐标系O-X₁Y₁Z₁和第二三维坐标系O-X₂Y₂Z₂中的三维坐标，并将获取的第一三维坐标系O-X₁Y₁Z₁中的三维坐标和第二三维坐标系O-X₂Y₂Z₂中的三维坐标传输至与全站仪(1)连接的处理器(2)中；

步骤二、建立布尔沙转换模型：处理器(2)根据第一三维坐标系O-X₁Y₁Z₁中的三维坐标和第二三维坐标系O-X₂Y₂Z₂中的三维坐标建立布尔沙转换模型，为公共点在第二三维坐标系O-X₂Y₂Z₂中的三维坐标，为公共点在第一三维坐标系O-X₁Y₁Z₁中的三维坐标，为公共点的三维平移分量，μ为尺度因子，R为正交旋转矩阵且R_X为X轴旋转矩阵且R_Y为Y轴旋转矩阵且R_Z为Z轴旋转矩阵且ε_X为第一三维坐标系O-X₁Y₁Z₁的X轴与第二三维坐标系O-X₂Y₂Z₂的X轴之间的旋转角，ε_Y为第一三维坐标系O-X₁Y₁Z₁的Y轴与第二三维坐标系O-X₂Y₂Z₂的Y轴之间的旋转角，ε_Z为第一三维坐标系O-X₁Y₁Z₁的Z轴与第二三维坐标系O-X₂Y₂Z₂的Z轴之间的旋转角，RR^T＝E，E为单位阵，a₁、a₂、a₃、b₁、b₂、b₃、c₁、c₂和c₃为旋转矩阵R中9个未知参数且

步骤三、建立约束方程：处理器(2)建立仅包含旋转矩阵R中9个未知参数的约束方程，得其中，为9个未知参数形成的未知参数矩阵，δ为改正数，C为的约束矩阵且为a₁的初始值，为a₂的初始值，为a₃的初始值，为b₁的初始值，为b₂的初始值，为b₃的初始值，为c₁的初始值，为c₂的初始值，为c₃的初始值，w为常数矩阵且

步骤四、建立误差方程：处理器(2)建立与约束方程对应的误差方程，得其中，V为第一三维坐标系O-X₁Y₁Z₁中公共点与第二三维坐标系O-X₂Y₂Z₂中公共点的观测误差，为公共点的三维平移分量和尺度因子形成的未知参数矩阵，A₁为的误差系数矩阵且A₂为的误差系数矩阵且μ⁰为μ的初始值，l为转换误差矩阵且为公共点的三维平移分量的初始矩阵；

步骤五、误差方程求解：建立法方程并联立约束方程得其中，D＝CM^-1C^T，P为权阵；

步骤六、根据公式计算单位权中误差其中，n为第一三维坐标系O-X₁Y₁Z₁和第二三维坐标系O-X₂Y₂Z₂中公共点的数量；

步骤七、根据方差-协方差阵评估和的精度，其中，

步骤八、旋转矩阵的结果显示：处理器(2)通过与其相接的显示器(3)实时对满足步骤七的有效的旋转矩阵中的9个未知参数进行同步显示，并将参数保存在与计算机(2)相接的存储器(4)中；

步骤六中第一三维坐标系O-X₁Y₁Z₁和第二三维坐标系O-X₂Y₂Z₂中公共点的数量n不小于5。