[发明专利]全站仪不整平测量的未知点三维坐标计算方法

权利要求书

1.全站仪不整平测量的未知点三维坐标计算方法，其特征在于：

将全站仪的三个位置参数和三个姿态角作为待估值，并利用全站仪原始观测数据等价转化后的坐标增量数据来开列空间三维约束平差的误差方程，首先计算出设站点的三维坐标和全站仪的姿态角，进而利用未知点所对应的坐标增量数据，计算出未知点的三维坐标。

2.根据权利要求1所述的全站仪不整平测量的未知点三维坐标计算方法，其特征在于：

包括以下步骤：

第一步：解算全站仪在工程坐标系中的六个状态参数，包括三个位置参数，即全站仪测量中心点的三维坐标(X_i、Y_i、Z_i)和三个角度参数，即全站仪的三个姿态角

第二步：计算全站仪所观测未知点的三维坐标。

3.根据权利要求1所述的全站仪不整平测量的未知点三维坐标计算方法，其特征在于：

第一步中，解算步骤包括：

首先，将全站仪测站到各个目标点的原始观测数据，包括斜距S_ij、天顶距Z_ij、方向值L_ij，等价转换为坐标增量(ΔX_ij,ΔY_ij,ΔZ_ij)形式，转换公式如下：

其次，将已知控制点的三维坐标(X_j、Y_j、Z_j)作为固定值，全站仪的测量中心点的三维坐标的改正数(δX_i、δY_i、δZ_i)和全站仪姿态角的改正数作为待估值，利用间接平差方法进行解算，其中，误差方程以坐标增量(ΔX_ij,ΔY_ij,ΔZ_ij)为观测值进行开列，如下：

式中：

f_Z＝0

其中，和分别为全站仪测量中心点的三维坐标近似值和全站仪的姿态角近似值；为坐标增量近似值，其表达式为：

最后，全站仪测量中心点的三维坐标和全站仪姿态角的计算值为：

4.根据权利要求1所述的全站仪不整平测量的未知点三维坐标计算方法，其特征在于：

第二步中，计算步骤包括：

或

式中，(X_j、Y_j、Z_j)表示已知点的三维坐标；(X_i、Y_i、Z_i)为由第一步求出的全站仪测量中心的三维坐标；a₁、a₂、a₂、b₁、b₂、b₂、c₁、c₂、c₂为由第一步求出的全站仪姿态角所构成的方向余弦值，其表达式如下：