新技术在北极星天文方位角测量中的应用

使用GPS接收机的UTC作为北极星天文方位角测量的时间比对的标准时间，利用推估UTl与UTC的差值，将时间归算到UTl的方法，可满足各等级天文方位角测量的要求，现场计算零点恒星时和北极星坐标的精度满足北极星天文方位角测量的要求，实现了现场评估测量精度。     

惯性制导初始方位角标定基准测量精度分析

惯性制导设备初始方位角标定通常采用一等天文方位角作为基准。在实际作业中,标定位置常因场地受限而无法直接进行天文观测,需要通过边角测量将实测天文方位角精确传递至标定位置。因此,标定基准方位角的精度受天文方位角测量精度和方位角传递精度的共同影响。对近年实测的多组一等天文方位角成果进行统计分析,通过中误差和正反方位角不符值两个精度指标,估计一等天文方位角测量精度在±0.5″左右。角度传递测量后,按照导线网平差中最弱边方位角精度估计公式,在传递4次的情况下,方位角闭合传递得到的基准方位角精度在±1.2″左右;经纬仪互瞄传递得到的基准方位角精度在±0.8″左右。     

天文方位角测量中的主要系统误差分析及处理

卫星及航天器发射、陀螺标枝等领域均离不开天文方位角,天文方位角的测量准确性直接影响着上述工作的完成质量.本文研究了影响天文方位角测量准确性的几种主要系统误差源,定量分析了各误差对测量结果的影响大小,并给出了处理措施,对提高天文方位角的测量准确性及作业效率、避免系统偏差的产生具有重要意义.     

利用测日实现快速天文定向

介绍了天文方位角测量原理,给出了实用的计算太阳视位置的方法;研究了在白天恒星无法应用的情况下,利用电子经纬仪测日进行快速天文定向及方位角测量,给出了具体的实施方法及数据解算过程,并对实际测量数据进行了精度分析。     

视频测量机器人星识别算法在自动天文定向中的应用

天文定向是通过观测天体确定方位的高精度定向方法，在天文测量中具有重要的作用，实现自动天文定向是目前天文定向的发展趋势。基于视频全站仪的工作模式，本文提出了一种星识别定向方法。首先通过视频测量连续快速拍摄多颗星，再将高度角和方位角差作为匹配条件，识别出各恒星，最后利用观测数据和解算的恒星数据关系获得定向结果，实现天文定向自动化。本文分析了因测站坐标误差和观测误差引起的星识别误差，由此给出匹配阈值，进一步提高了匹配的精确度和准确度。     

利用测日实现快速天文定向

介绍了天文方位角测量原理,给出了实用的计算太阳视位置的方法;研究了在白天恒星无法应用的情况下,利用电子经纬仪测日进行快速天文定向及方位角测量,给出了具体的实施方法及数据解算过程,并对实际测量数据进行了精度分析.     

论地极坐标误差对三角锁方位和尺度的影响

本文根据大地测量法式对天文经度、纬度和方位角的规定出发,探讨了天文台发布的地极坐标应具备的精度（m_x=m_y≤10.061"）。推导了地极坐标误差对天文经度纬度和方位角的影响以及对三角锁的横向影响和对起始边投影长度的影响。     

辅助角法在坐标方位角反算中的应用

坐标方位角反算是测量中最基本的计算之一,但传统的方位角计算方法涉及到象限问题,判断容易出错,尤其让一些初学者感到迷惘。为了使坐标方位角反算变得直观简单,提出了利用辅助角来计算坐标方位角的方法,并对其特点及应用进行了分析。     

同时观测北极星进行方向传递

众所周知，求定未知方向的坐标方位角时，通常用天文测量仪器进行天文观测，并用天文年历进行较为复杂的计算。能否不进行天文方位角的观测、计算，而利用不通视的邻近点上的已知方向，用两台普通经纬仪，根据同时观测恒星将已知方向传递到未知方向上呢？回答     

无水天线观测的船舶天文定位新方法

针对船舶天文定位需要同时观测天体和水天线来获取天体高度角,其定位的结果和精度常受制于水天线的可观测时段问题,该文提出了一种无需水天线观测的船舶天文定位新方法。该方法将双天体的方位角作为观测量,通过牛顿迭代法直接计算船位,不受水天线有限观测时段的限制,并且可避免画天文位置线的繁琐作业。基于天体高度方位表数据对该方法模型进行验证分析得:天体方位角测量精度越高,该方法的船舶定位误差越小,当天体方位角测量精度在±0.05°时,船舶定位误差在5nmile之内,该方法可用于夜间船舶定位,从而扩大传统天文定位使用时段。     

基于线定向设站法建立独立坐标系的探讨及其应用

线定向设站是指全站仪任意设站后，分别测量两个特征点，并以第一个点为坐标原点，第二个点为X轴或Y轴方向，建立独立坐标系并解算测站空间坐标及方位角的设站方法，通过该方法可方便测量出空间特征点至某铅锤面的垂直距离。以徕卡TS60全站仪为例，本文介绍了线定向设站的作业流程及方法，对设站建立的独立坐标系的模型进行了探讨，并以某厂房内单梁桥式起重机两根平行钢轨的变形测量为例，介绍了该方法在工程测量中的应用。     

惯导系统横向坐标法导航性能研究

针对惯导系统横向坐标法,推导了惯导横向坐标系下的系统误差方程,通过求解静基座下的系统误差方程,研究了系统初始误差和惯性测量元件误差对基于横向坐标法的惯导系统的影响,在此基础上完成了系统误差仿真,并与地理经纬坐标解算方法进行比较。理论分析及仿真结果表明:横向速度误差、水平姿态误差为周期震荡型误差,位置误差和航向误差为随时间增长的积累型误差;横向坐标系法可以有效解决惯导地理经纬坐标解算方法的计算奇异和系统误差过大的问题。     

Spatial triangulation in a local, astronomical oriented cartesian coordinate system

For the determination of spatial coordinates of the points of a net-work a local Cartesian coordinate system is introduced, whoze z-axis coincides with the true vertical of an arbitrarily selected central point in the net-work, and whose x-axis is oriented to astronomical north. The observed horizontal directions and vertical angles, which refer to the local verticals of the observation stations, are reduced to parallels to the z-axis and the x-axis. For this purpose the direction of the local vertical in the observation stations and at least the astronomical azimuth of one side of the net-work need to be measured. This method has the advantage, that the number of unknowns for one observation station is reduced from six for the conventional method to four, and that, if the vertical angle and the astronomical azimuth of a line are measured from both sides, a simple control of the measured values is possible before the adjustment. The formulae for the reduction of the measured quantities and the observation equations for the adjustment of reduced azimuths, reduced vertical angles and of distances are derived. The method is checked in a quadrilateral in the Swiss Alps and compared with the conventional ellipsoidal adjustment.     

高轨无缝面阵扫描判断方法：栅格法和几何相交法

极轨海洋卫星的时间分辨率低,不能及时感知快速变化的海洋现象及海洋突发事件,因此,发展静止轨道海洋成像辐射计势在必行。静止轨道卫星可以长时间观测指定海域,但是视场小,需要通过二维指向镜等方式扩大卫星的观测区域。本文意在通过提出漏扫判断方法,给出合理的扫描方式,保证高轨面阵扫描无地理信息遗漏。首先,本文在分析二维指向镜成像原理的基础上,给出了指向镜子图像成像特性以及不同方向、大小的电机转角所引入的像面旋转。其次,画出了子图像的边界包络图,直观地给出了扫描角度变化与图像覆盖程度的关系。最后,提出了两种无缝拼接的判断方法:栅格法和几何相交法,栅格法能够判断出图像覆盖次数,几何法速度快、准确度高。实验结果表明应用本文的两种方法得到了不同扫描角度间隔下地球边缘有无漏扫的情况,找到基于本文光学系统、可覆盖全球且无缝拼接图像的最大俯仰、方位转角间隔,为电机转角步距的设置提供理论依据,保证不漏扫的同时提高载荷的时间分辨率。     

旋翼无人机测算风速风向技术研究

目前大部分民用无人机没有准确测量风速、风向和预警风场的功能，然而森林火灾扑救等多种场景需要无人机可以提供准确的风速。本文提出了一种基于旋翼无人机坐标数据测算风速风向的技术，通过无人机主机RTK坐标信息及方位角、倾角数据精准获取螺旋桨点相对坐标信息，选择不同负载条件下无人机以1~16 m/s的不同速度分别飞行30 s以上，根据螺旋桨坐标信息变化数值，结合风洞测试数据及风场动力学原理，研究风速与旋翼无人机倾角关系，并通过风洞试验检验该方法精度；并可根据无人机RTK推算出的螺旋桨坐标变化信息判断风向。结果表明，无人机风速与旋翼无人机倾角呈正相关关系；无人机负载加重时，对应受风速干扰的倾角会相对减小；无人机飞行受阵风干扰出现噪点的概率，高海拔区域大于低海拔区域；并建立六旋翼无人机飞行倾角的风速估算模型y=－1.043 5+1.150 1x，该模型测算风速的中误差值为0.966，绝对值小于1，满足应急指挥现场对无人机测量风速精度要求。该方法得到风速测算精度高，可以为旋翼无人机实时获取风速风向提供一种可行方法，具有一定的实用价值。     

Estimability of astronomical longitude and latitude only from theodolite observations within three-dimensional networks of terrestrial type

Summary From a two-dimensional network adjustment it is well understood that the one orientation unknown of a theodolite frame is estimable, once the orientation datum parameter, e.g., one azimuth, is fixed. In three-dimensional networks the problem of estimability of three orientation unknowns inherent in a theodolite frame is more complex. Here we prove that not only the classical horizontal orientation unknown is estimable (up to the datum degrees of freedom), but also astronomical longitude and astronomical latitude which can be considered as two additional orientation unknowns of the theodolite frame moving with respect to an earth-fixed equatorial frame of reference. Thus the theodolite instrument can be considered—at least theoretically—a gradiometer measuring the variation of the directional parameters of the gravity vector from one point to another. Or up to the datum degrees of freedom astronomical longitude and astronomical latitude can be determined from only theodolite observations between exclusively terrestrial points. M?nicke (1982), has shown that despite the refraction problem the method works sufficiently well in practice.     

DGPS在资源环境遥感中的应用方法研究

为了能够利用较低配置的GPS设备，方便有效地完成与资源环境遥感有关的地物定位测量任务，利用伪距DGPS设备进行了如下试验研究：基站参考坐标对定位精度的影响，基于大地测量三角控制点和WGS84到北京54坐标系转换模型进行基站参考坐标差分测量导算的方法和精度，在导算出的控制点处建立基站进行试验区样地定位测量的方法及所能达到的精度，试验结果表明，在具备测区至少一个三角控制点和坐标转换参数条件下，可以采用首先从已恬三角点导算出一个位于方便位置处的点的大地坐标，然后在该点所能达到的在当地坐标系中的相对定位精度远远小于一个像元大小，可以推广应用到资源环境遥感的各个应用领域，在不具备基站参考坐标和坐标系转换参数的条件下，可以基于差分测量结果之图形要素绝对位置图形转换到已经和当地坐标系配准的遥感影上去，采用这种办法，在差分处理时不用考虑基站的精确WGS84地心参考坐标，也不用考虑坐标系的转换参数，利用其站单点绝对定位结果作为参考坐标进行差分就可，可以节省不少人力和物力，试验研究及结论为如何利用较低配置的伪距DGPS设备，简捷，快速，精确地完成资源环境遥感领域地物定位测量任务提供了有益参考。     

使用参照物的射电望远镜中心坐标测量方法

为满足新建射电望远镜在单站或多站联合进行的深空探测或射电天文观测对中心坐标精确测定的要求,提出一种利用已知精确中心坐标的望远镜作为参照物,测量地平式射电望远镜中心点坐标的方法和测量数据处理方法。这一方法对场地和设备的要求较低,能够得到毫米级或亚毫米级的位置精度。尤其适合对天线阵列的中心位置进行测量。对国家天文台密云观测站的40 m射电望远镜进行了中心坐标测量,位置均方根误差为2.312 mm,满足了后续的观测工作对其位置的需求。