TCA2003测量机器人的开发与应用研究

摘要

随着测绘仪器的发展，由电动马达和程序控制的全站仪结合激光通讯及CCD技术，可以实现测量的自动化，集自动目标识别、自动照准、自动测角、自动记录于一体，像机器人一样对成百上千个目标进行持续和重复观测，可实现测量观测的全自动化。测量机器人实现测量的自动化、智能化，是需要相应软件的指导才能完成，通常仪器自带的软件很难完全符合中国国情，且功能有限，价格昂贵。购买的程序有时并不能完全符合特定工程项目的要求，现阶段在国内部分高校和企业已经开发出机载自动变形观测软件和在微机Windows系统上运行的自动化观测软件。基于我校购买的TCA2003测量机器人，为了将其充分利用到教学或课题项目中，需要结合我校自身的项目需求，在充分学习其他同类型软件的基础上，做进一步创新，开发适合自身需要的程序，即开发出适用性比较强的软件以满足教学和课题项目需要，也可节约大量软件购买资金。 本文利用徕卡TCA2003测量机器人的开发平台GeoBasic，开发了一套通用的自动化观测软件，并在工程实例上进行模拟应用和检验，对系统运行效果进行了评估。本文的主要内容如下： 1.概述了测量机器人的形成和发展历程，以及测量机器人的现状和发展趋势，详细的叙述了测量机器人的基本理论，并且对现在比较成熟的几种测量机器人作了简单介绍。 2.针对工程项目的需求，利用GeoBasic平台开发了自动测量程序，使机器人能够自动观测、自动检核、自动记录数据，并且在此基础上，根据某一工程项目的需求，与其他同类型自动测量软件不同的是增加了学习模式中自动搜寻目标的功能，大大提高了测量机器人的工作效率。论文描述了程序的实现过程，而且对系统实现的主要功能作了详细介绍。 3.在VB6.0平台上，实现了测量机器人数据的初步后处理，成果显示与输出，主要有两部分，一是程序可以将原始观测的角度、距离数据以标准外业手簿的格式在EXCEL中输出；二是原始数据经过初步处理后转成清华山维平差软件可识别的数据格式。 4.系统实现后，利用模拟平台对系统进行了模拟检验，并对数据结果作了初步分析。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1测量机器人的发展

1.2.2测量机器人的应用现状及趋势

1.3本文的研究内容

1.4论文的组织与安排

第二章 自动测量系统的主要理论基础

2.1测量机器人

2.1.1测量机器人的基本结构

2.1.2测量机器人的原理

2.1.3 ATR工作原理

2.2极坐标测量原理及精度分析

2.2.1基本原理

2.2.2极坐标法测量点位的精度分析

2.3控制测量理论

2.3.1全圆方向观测法

2.3.2两点后方交会

2.4全站仪气象改正公式

2.5本章小结

第三章 系统的开发环境

3.1 TCA2003全站仪

3.1.1典型测量机器人

3.1.2徕卡TCA系列测量机器人

3.2 TPS 系统

3.3 GeoBasic简介

3.4 GBStudio简介

3.5 GeoBasic编程框架

3.6 VB6.0简介

3.7本章小结

第四章 自动测量系统的设计与实现

4.1系统总体设计

4.1.1系统要求

4.1.2系统设计路线

4.1.3系统的设计目标

4.2自动测量系统的实现

4.2.1系统的总体结构

4.2.2系统模块功能

4.3测量机器人在自动观测中应注意的问题

4.4本章小结

第五章 自动测量系统的应用实验

5.1系统实验环境

5.2系统运行步骤

5.3数据的处理与分析

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1研究总结

6.2研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和科研情况

致谢