精密角度測量系統(tǒng)

角度測量，精密測試。

角度定位精度：1 arc /s，重復性：0.2 arc /s，最大承重：400Kg，平臺直徑：500mm。

測量系統(tǒng)的構成：如圖所示

開環(huán)測量系統(tǒng)與閉環(huán)測量系統(tǒng)：

如圖所示:

可分為經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)、全站儀測量系統(tǒng)、GPS測量系統(tǒng)、激光雷達測量系統(tǒng)、激光跟蹤測量系統(tǒng)、數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)等。

工業(yè)測量系統(tǒng)GPS測量系統(tǒng)

利用全球定位系統(tǒng)進行定位測量的技術和方法。全球定位系統(tǒng)是導航衛(wèi)星測時和測距/全球定位系統(tǒng) (Navigation Satellite Timing andRanging/Global Positioning System，NAVSTAR/GPS，通常簡寫為GPS)的簡稱，是美國國防部主持開發(fā)的第二代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。現(xiàn)這種測量技術和方法已經(jīng)在大地測量、工程測量、地籍測量、航空攝影測量、城市規(guī)劃、地殼形變監(jiān)測與地震預報、地球動力學研究等領域顯示出良好的應用潛力和

基本定位測量方法 GPS衛(wèi)星定位測量的基本定位方法有靜態(tài)定位和動態(tài)定位，單點定位和相對定位之分。按基本定位測量的原理論，則有偽距法定位、載波相位測量定位和射電干涉測量定位等幾種。

如果待定點相對于周圍的固定點沒有可察覺到的運動，或者其運動極其緩慢以致在一次觀測期間(一般為幾個小時至幾天)無法被覺察到，因而在進行觀測資料處理時待定點的位置可以認為是固定不動的，則確定這些待定點位置的測量稱為靜態(tài)定位。監(jiān)測地殼形變、測量地表沉陷、監(jiān)測地球板塊運動等屬于這種定位。反之，如果在一次觀測期間待定點相對于周圍固定點有可察覺到的運動，或者顯著的運動，則確定這些待定點位置的測量稱為動態(tài)定位。靜態(tài)定位能夠通過大量的重復觀測來提高定位精度，是精密定位的基本作業(yè)模式。

獨立確定待定點在WGS-84坐標系中的絕對位置的方法稱為單點定位或絕對定位。單點定位的優(yōu)點是只需使用一臺接收機即可獨立定位，外業(yè)觀測、數(shù)據(jù)處理也較簡便，缺點是定位精度較低。這種定位模式在地質礦產(chǎn)勘測、河海浮標定位、導航及低精度測量中應用廣泛。相對定位是使用若干臺接收機同步跟蹤、觀測幾顆相同的GPS衛(wèi)星信號，以確定接收機站之間的相對位置的定位方法。由于各同步觀測值中存在的許多誤差相同或大體相同 (特別是當測站間的距離較短時)，因而這些誤差可得以消除或減弱，使定位精度很高。相對定位需要使用至少兩臺接收機進行同步觀測，必須已知其中某點的坐標值。這種定位模式既可用于靜態(tài)定位，也可用于動態(tài)定位。

測地型GPS接收機大都選用相對定位的作業(yè)模式。常用的作業(yè)方法有：靜態(tài)相對定位、準動態(tài)相對定位、快速靜態(tài)相對定位、動態(tài)相對定位等。靜態(tài)相對定位法的特點是，基線邊往往構成閉合圖形，以便于成果檢核和進行GPS網(wǎng)平差，因而精度高，適宜于建立各級大地控制網(wǎng)、工程網(wǎng)和變形監(jiān)測網(wǎng)，進行島嶼-陸地聯(lián)測及海上精密定位等。準動態(tài)相對定位又稱停行(Stop/go)動態(tài)測量，測量方法是，在測區(qū)中選擇一基準站，該站上的接收機連續(xù)跟蹤、觀測可見衛(wèi)星，其他接收機分別在待測點上流動觀測。這種作業(yè)方法適宜于在開闊地區(qū)進行加密測量、工程定位、線路測量及細部測量等。動態(tài)相對定位又稱差分動態(tài)定位。該法是在一基準點上安置一臺接收機，連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，另一臺接收機安置在運動的載體上，在出發(fā)點上按快速靜態(tài)相對定位法觀測衛(wèi)星若干分鐘，然后接收機隨載體在運動過程中按預定的時間間隔自動觀測. 實現(xiàn)載體的連續(xù)定位。定位精度可達1～2cm。

工業(yè)測量系統(tǒng)經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)

經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)是以高精度的電子經(jīng)緯儀作為角度傳感器構成的工業(yè)測量系統(tǒng),是最常用的工業(yè)測量系統(tǒng)之一，是解決大尺寸工件形體測量的有效途徑。它由兩臺高精度經(jīng)緯儀、一把標定尺、一臺工業(yè)電腦及后處理軟件組成。兩臺經(jīng)緯儀組成一個直角坐標系，首先對未知點進行采樣，然后進行數(shù)據(jù)處理。

經(jīng)緯儀上采集到的都是角度值。由其中一臺經(jīng)緯儀上獲得一個水平角和一個垂直角，從另一臺經(jīng)緯儀上只須獲得一個水平角。得到這些角度之后，需要通過數(shù)學關系將其換算成坐標值。然后根據(jù)測量者的需要，引入不同計算公式、數(shù)學模型及評定標準。完成對應的測量計算及誤差評定。得到所需的結果。如，兩點間的距離、直線度、平面度、平行度、垂直度、圓度、傾斜度等。

工業(yè)測量系統(tǒng)全站儀測量系統(tǒng)

全站儀極坐標測量系統(tǒng)正朝智能化方向發(fā)展，最新的APX-Win系統(tǒng)采用馬達驅動的電子經(jīng)緯儀或全站儀，能夠自動搜索、照準目標。如Leica公司的TCAI 800機器人有以下特點:(1)配備了高精度測角和測距裝置TCA2003機器人將高精度的測距儀、絕對編碼度盤的電子經(jīng)緯儀和高性能的計算機系統(tǒng)融為一體，可獲取高精度的角度、距離和坐標信息。(2)安置了精密伺服馬達。儀器根據(jù)指令，啟動馬達，轉動儀器，自動照準目標。(3)用ATR(Automatic Target Recognition)自瞄準目標。用CCD器件裝備的自動目標識別機構，可在整個視場范圍內(nèi)快速搜尋目標，精確照準，自動觀測。(4)用LOCK自動跟蹤目標。目標一旦被識別，就可啟用LOCK自動跟蹤模式，自動跟蹤動態(tài)目標。(5)支持用戶編程編碼。徠卡提供強有力的編程編碼工具，用戶可在仿真環(huán)境下利用PC機進行程序和編碼的開發(fā)。由多臺TCA1800測量機器人構成的智能型極坐標系統(tǒng)已經(jīng)應用于香港地鐵的變形監(jiān)測之中。

工業(yè)測量系統(tǒng)激光雷達測量系統(tǒng)

用激光器作為輻射源的雷達。激光雷達是激光技術與雷達技術相結合的產(chǎn)物 。由發(fā)射機 、天線 、接收機 、跟蹤架及信息處理等部分組成。發(fā)射機是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導體激光器及波長可調諧的固體激光器等；天線是光學望遠鏡；接收機采用各種形式的光電探測器，如光電倍增管、半導體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見光多元探測器件等。激光雷達采用脈沖或連續(xù)波2種工作方式，探測方法分直接探測與外差探測。

自從1839年由Daguerre和Niepce拍攝第一張像片以來，利用像片制作像片平面圖(X、Y)技術一直沿用于今。到了1901年荷蘭人Fourcade發(fā)明了攝影測量的立體觀測技術，使得從二維像片可以獲取地面三維數(shù)據(jù)(X、Y、Z)成為可能。一百年以來，立體攝影測量仍然是獲取地面三維數(shù)據(jù)最精確和最可靠的技術，是國家基本比例尺地形圖測繪的重要技術。

工業(yè)測量系統(tǒng)激光跟蹤測量系統(tǒng)

激光跟蹤測量系統(tǒng)是工業(yè)測量系統(tǒng)中一種高精度的大尺寸測量儀器，具有高精度、高效率、實時跟蹤測量、安裝快捷、操作簡便等特點，適合于大尺寸工件配裝測量。它集合了激光干涉測距技術、光電探測技術、精密機械技術、計算機及控制技術、現(xiàn)代數(shù)值計算理論等各種先進技術，對空間運動目標進行跟蹤并實時測量目標的空間三維坐標。

激光跟蹤儀的實質是一臺能激光干涉測距和自動跟蹤測角測距的全站儀，區(qū)別之處在于它沒有望遠鏡，跟蹤頭的激光束、旋轉鏡和旋轉軸構成了激光跟蹤儀的三個軸，三軸相交的中心是測量坐標系的原點。一臺激光干涉儀是跟蹤儀的核心部分，自動跟蹤球反射鏡裝在鋼球中，采用球形反射鏡可以捕獲跟蹤儀發(fā)射的激光束。從跟蹤頭發(fā)射出的激光，發(fā)向一個三面棱鏡反射器，且始終保持激光束對準反射鏡中心，操作人員可以手持反射球在物體表面進行移動，因此只要保持反射鏡與跟蹤儀的聯(lián)系，跟蹤頭會始終跟著反射器的移動而轉動，同時激光束會被反射鏡反射回跟蹤儀。

工業(yè)測量系統(tǒng)數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)

它包括很多分支學科，如航空攝影測量、航天攝影測量和近景攝影測量等。

攝影測量在工業(yè)測量和工程測量中的應用一般稱為非地形攝影測量。其中，近景攝影測量（close range photogrammetry）是指測量范圍小于100m、像機布設在物體附近的攝影測量。它經(jīng)歷了從模擬、解析到數(shù)字方法的變革，硬件也從膠片像機發(fā)展到數(shù)字像機。

數(shù)字近景攝影測量系統(tǒng)一般分為單臺像機的脫機測量系統(tǒng)、多臺像機的聯(lián)機測量系統(tǒng)。此類系統(tǒng)與其它類系統(tǒng)一樣具有精度高、非接觸測量和便攜等特點。此外，還具有其它系統(tǒng)所無法比擬的優(yōu)點：測量現(xiàn)場工作量小、快速、高效和不易受溫度變化、振動等外界因素的干擾。國外的生產(chǎn)廠家和產(chǎn)品很多，如美國GSI公司的V-STARS系統(tǒng)、挪威Metronor公司的Metronor系統(tǒng)和德國AICON 3D公司的DPA-Pro系統(tǒng)等。

Kendall's Coefficient of Concordance的縮寫。是一種MSA（測量系統(tǒng)分析方法），用于判斷屬性數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)，分級別的測量系統(tǒng)。

中文名

KCC

外文名

Kendall's Coefficient of Concordance

用途

判斷屬性數(shù)據(jù)、分級別

如一種產(chǎn)品有5種不同的狀態(tài)，我們?nèi)绻袛辔覀兊臏y量系統(tǒng)是OK的，也就是如何判斷我們的操作人員能分的出5種狀態(tài)嗎？

方法：在MINTAB中，菜單-統(tǒng)計-質量工具-屬性一致性分析，然后在對話框的“結果”，選擇最后一項“此外，KAPPA和kendall...",然后就能計算出來。

最終判斷測量系統(tǒng)（MSA）通過的依據(jù)是：KCC>0.7。（KCC的取值在-1和1之間）

如下面的例子

取6個零件，3個人來進行判斷，零件的狀態(tài)有5種級別（分別為1~5），結果如下表，我們將其輸入MINTAB中，如圖1

Proposal Judge 1 Judge 2 Judge 3

1 4 3 3

2 4 2 4

3 5 4 5

4 3 4 4

5 3 2 1

6 2 3 2

最后輸出的結果如下，

Attribute Agreement Analysis for Judge 1, Judge 2, Judge 3

Between Appraisers

Assessment Agreement

# Inspected # Matched Percent 95 % CI

6 0 0.00 (0.00, 39.30)

# Matched: All Appraisers' assessments agree with each other.

Fleiss' Kappa Statistics

Response Kappa SE Kappa Z P(vs > 0)

1 -0.058824 0.235702 -0.24957 0.5985

2 0.035714 0.235702 0.15152 0.4398

3 -0.107692 0.235702 -0.45690 0.6761

4 0.000000 0.235702 0.00000 0.5000

5 0.437500 0.235702 1.85616 0.0317

Overall 0.033058 0.132073 0.25030 0.4012

Kendall's Coefficient of Concordance

Coef Chi - Sq DF P

0.670034 10.0505 5 0.0738

我們只需要看這個值：coef就能判斷測量系統(tǒng)是否達到要求，本例中Kendall 的一致性系數(shù)KCC(coef)為0.67，沒有大于0.7,所以測量系統(tǒng)不能通過，需要改進。

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