[发明专利]基于更少点的全站仪概略位姿的计算方法及系统

权利要求书

1.一种基于更少点的全站仪概略位姿的计算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

确定进行设站所需的第一CPIII控制点以及第二CPIII控制点，分别进行照准与测量得到全站仪坐标系下对应的三维坐标值；

将所述全站仪的坐标设置为(0，0，0)，将全站仪坐标系x轴和y轴方向设置到双轴所在的位置，并测量获取所述全站仪的当前倾角信息，所述当前倾角信息包括当前α倾角值以及当前β倾角值；

将所述第一CPIII控制点以及所述第二CPIII控制点的三维测量坐标值进行空间变换，计算得到对应CPIII控制点到全站仪的平距以及垂距，并根据所述平距以及垂距计算得到所述全站仪在大地坐标系下对应的三维坐标值以及概略方向角；

将所述第一CPIII控制点以及所述第二CPIII控制点的三维坐标值进行空间变换的方法包括如下步骤：

将全站仪坐标系围绕x轴旋转α角度，对应的坐标变换公式为：

将所述全站仪坐标系继续围绕y轴旋转β角度，对应的坐标变换公式为：

其中R_x以及R_y为转置矩阵，(x”,y”,z”)为经x轴旋转α角度后坐标变换后的三维坐标，(x',y',z')为依次经x轴旋转α角度以及绕y轴旋转β角度后坐标变换后的三维坐标。

2.根据权利要求1所述的基于更少点的全站仪概略位姿的计算方法，其特征在于，经空间转换后的所述第一CPIII控制点以及所述第二CPIII控制点的三维坐标可分别记为(x'₁，y'₁，z'₁)以及(x'₂，y'₂，z'₂)，所述计算得到对应的平距以及垂距的方法包括如下步骤：

根据公式计算得到所述平距；

根据公式h＝z'计算得到所述垂距；

其中x′为x′₁或x′₂，y′为y′₁或y′₂，z′为z′₁或z′₂。

3.根据权利要求2所述的基于更少点的全站仪概略位姿的计算方法，其特征在于，所述全站仪的三维坐标值包括全站仪站点的概略坐标以及全站仪站点的概略高程，所述根据所述平距以及垂距计算得到所述全站仪在大地坐标系下对应的三维坐标值以及概略方向角的方法包括如下步骤：

根据所述平距以及所述垂距计算得到第一方向角σ₁以及第二方向角ω₁；

根据所述第一方向角σ₁、所述第二方向角ω₁以及所述第一CPIII控制点的平距计算得到所述全站仪站点的概略坐标；

根据所述第一CPIII控制点以及所述第二CPIII控制点的平距以及垂距计算得到所述全站仪站点的概略高程；

根据所述第一方向角σ₁以及所述第二方向角ω₁计算得到所述全站仪站点的概略方向角。

4.根据权利要求3所述的基于更少点的全站仪概略位姿的计算方法，其特征在于，所述第一方向角σ₁对应的计算公式为：

σ₁＝arctan2(y₂-y₁,x₂-x₁)

所述第二方向角ω₁对应的计算公式为：

其中所述第一方向角σ₁以及所述第二方向角ω₁为所述全站仪与所述第一CPIII控制点连线方向的方向角。