三维激光扫描控制测量方法与应用研究

摘要

三维激光扫描技术的应用领域越来越广泛，作为一种采集数据的手段，激光扫描技术已逐步应用到测量工作中来并日渐成熟。本文以故宫古建保护数字化项目为出发点，对故宫三维激光扫描精密控制测量的方法进行了应用研究。建立故宫精密三维控制网是故宫三维激光扫描技术应用研究的重要环节，其任务是为整个故宫建立一个基准框架。 本文详细介绍了三维激光扫描技术的基本原理和应用、故宫GPS平面控制网的布设与分析、故宫精密高程控制网的布设与分析、故宫太和门精密导线的设计与布设、标靶控制点选取和标靶点三维坐标测量与分析研究。另外，文中对GPS平面控制网、精密二等水准网、太和门一级导线网及标靶点的测量精度作了详细的分析，其精度均满足故宫项目的技术要求。 此外，在标靶点测量中，笔者对采用TCA2003测量机器人进行无棱镜(反射片)测量的方式进行了实验和应用研究，其测量数据与尼康DTM352C免棱镜全站仪的测量成果相比，测量精度满足项目要求，说明用测量机器人进行标靶点测量是完全可取的。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图索引及表索引

北京建筑工程学院硕士学位论文原创性声明及授权书

引言

1.研究背景

2.技术路线

3.研究意义

4.论文的主要内容

第1章三维激光扫描技术原理及应用

1.1三维激光扫描技术概述

1.2三维激光扫描原理

1.2.1三维激光扫描仪

1.2.2主要技术指标

1.2.3扫描原理

1.3三维激光扫描技术应用

第2章故宫GPS平面控制测量

2.1 GPS测量原理及应用

2.1.1 GPS测量原理

2.1.2 GPS静态相对定位

2.1.3 GPS在测量中的应用

2.2故宫GPS平面控制网

2.2.1 GPS测量技术指标

2.2.2布网方案

2.2.3选点

2.3GPS外业测量

2.3.1基本技术规定

2.3.2外业观测

2.4 GPS内业数据处理

2.4.1内业数据处理流程

2.4.2基线解算

2.4.3三维无约束平差

第3章故宫精密高程控制测量

3.1精密高程控制网的布设

3.2精密高程外业测量

3.2.1 DINI12数字水准仪

3.2.2数字水准仪测量原理

3.2.3数字水准仪的特点

3.2.4测量技术指标

3.2.5外业施测

3.3测量数据处理及分析

第4章精密导线测量

4.1太和门精密导线布设

4.2精密导线外业测量

4.2.1测量要求

4.2.2 TCA2003测量仪器

4.3导线数据处理及成果

4.3.1数据处理

4.3.2测量成果

4.4导线精度分析

4.4.1基本观测量中误差情况

4.4.2点位误差椭圆

4.4.3测距误差椭圆

4.4.4结论

4.5导线数据与GPS数据比较

4.5.1提出比较的原因

4.5.2数据比较结果

4.5.3结论

第5章标靶控制点测量及精度分析

5.1标靶控制点的作用及选取

5.1.1标靶控制点的作用

5.1.2标靶控制点的选取

5.2标靶控制点测量

5.2.1标靶点布设

5.2.2测量技术指标

5.2.3尼康免棱镜型全站仪标靶测量

5.2.4TCA2003全站仪标靶测量

5.3标靶点三维坐标计算

5.3.1前方交会法

5.3.2极坐标法

5.3.3三角高程计算

5.4标靶点成果比较

5.4.1两种方法成果比较

5.4.2两种仪器成果比较

5.5标靶点精度分析

5.5.1平面点位中误差

5.5.2高程中误差

5.5.3标靶点中误差

第6章结论与建议

致谢

主要经历及硕士期间发表的论文

参考文献