專利名稱：空間數(shù)字化大地測(cè)量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大地測(cè)量的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空間數(shù)字化大地測(cè)量方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的大地測(cè)量中常用的測(cè)量?jī)x器如水平儀、經(jīng)緯儀、激光測(cè)距儀、全站儀等， 其設(shè)備方法都是一種基于測(cè)量遠(yuǎn)處空間目標(biāo)的距離和角度的大地測(cè)量原理。該測(cè)量 方法和儀器的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度高，缺點(diǎn)是測(cè)量效率低、空間各站點(diǎn)測(cè)量的數(shù)據(jù)不具 同時(shí)性，且不能實(shí)現(xiàn)實(shí)施無(wú)人監(jiān)測(cè)。
近期的一些能自動(dòng)測(cè)量距離角度變化的大地測(cè)量方法和儀器，如激光掃描三維 建模信息處理測(cè)量系統(tǒng)及激光光纖自動(dòng)測(cè)量位移裝置和方法等。這類測(cè)量設(shè)備的測(cè) 量精度較低，真正實(shí)現(xiàn)高精度的自動(dòng)測(cè)量還存在很大困難。如利用上述儀器和方法 在地鐵、隧道，石油輸油管線，鐵路等大型建筑物的形變實(shí)現(xiàn)無(wú)人實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)是 難以做到的。更不能同時(shí)滿足多目標(biāo)點(diǎn)同步檢測(cè)近代大規(guī)模建筑工程建設(shè)中，建筑 物的沉降和水平位移等形變測(cè)量的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有大地測(cè)量裝置和方法存在的缺點(diǎn)，提供一種空間數(shù) 字化大地測(cè)量方法及裝置。從而不需要通過(guò)測(cè)量遠(yuǎn)處目標(biāo)角度及距離的方法，就能 實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)點(diǎn)同步、實(shí)時(shí)無(wú)人監(jiān)測(cè)的空間數(shù)字化大地測(cè)量方法。
本發(fā)明是把日益完善的數(shù)字CCD、 CMOS等數(shù)碼攝象攝影技術(shù)，成熟的望遠(yuǎn)鏡， 照相物鏡技術(shù)及計(jì)算機(jī)圖像信息處理技術(shù)和激光以及大功率高亮度LED近代光源 技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，構(gòu)建或提供一種實(shí)現(xiàn)空間至少一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)同步實(shí)時(shí)，高精度、 無(wú)人監(jiān)測(cè)的大地測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。
為便于理解和實(shí)施，簡(jiǎn)述本發(fā)明的測(cè)量基本原理、方法和裝置結(jié)構(gòu)是必要的。
空間數(shù)字化大地測(cè)量原理是一種基于建立物象空間數(shù)字化坐標(biāo)系中的目標(biāo)空間 位置的坐標(biāo)數(shù)字值相等的關(guān)系，把空間數(shù)字化測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)——即空間頻率，設(shè)置在被 測(cè)空間目標(biāo)處的象方空間數(shù)字坐標(biāo)系上，在數(shù)字空間坐標(biāo)系中進(jìn)行空間A/D、 D/A 數(shù)字變換計(jì)算，直接在象方空間數(shù)字坐標(biāo)系上對(duì)空間目標(biāo)位置的空間坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)字 化測(cè)量。
本發(fā)明包括在被測(cè)空間目標(biāo)處設(shè)置的作為確定空間頻率、有固定間隔標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度
5的測(cè)量標(biāo)尺AB和測(cè)量時(shí)用的點(diǎn)光源合作目標(biāo)，以及在測(cè)量處設(shè)有的固定在測(cè)量轉(zhuǎn) 臺(tái)上的遙感圖像探測(cè)裝置和與數(shù)字CCD用USB接口電纜相連的計(jì)算機(jī)三部分，其 中遙感圖象探測(cè)裝置包括由望遠(yuǎn)物鏡LP耦合物鏡L2和固定在座架上的數(shù)碼相機(jī) 變焦攝影物鏡L3組成復(fù)合的遙感物鏡組，該數(shù)碼相機(jī)變焦攝影物鏡L3與相匹配接 口的數(shù)碼相機(jī)機(jī)身相連，并且分別設(shè)置在前機(jī)殼和后機(jī)殼中，同軸相連接的前機(jī)殼 和后機(jī)殼均密封固定在中間有通孔的座架上，并憑借座架把遙感圖象探測(cè)裝置安裝 在轉(zhuǎn)臺(tái)上，且遙感圖像探測(cè)裝置中的望遠(yuǎn)物鏡Lk數(shù)碼相機(jī)變焦攝影物鏡U及耦合 物鏡L2組成復(fù)合的遙感物鏡組，該遙感物鏡組的合成焦距且必須滿足 f合》f定的條件，/s=^max ，其中，S為CCD象元尺寸，A為目fe測(cè)量精度要求 的位移最小值，Lmax ^最大測(cè)量距離。
其方法如圖l、 3所示，首先利用一個(gè)處于數(shù)碼相機(jī)機(jī)身內(nèi)且與計(jì)算機(jī)相連的數(shù) 字CCD靶面上的象元陣網(wǎng)格建立一個(gè)以象元為數(shù)字單位，且能在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行運(yùn) 算、處理，顯示的物方空間數(shù)字坐標(biāo)系xoy，根據(jù)幾何光學(xué)共軛成像原理，把上述 物方空間數(shù)字坐標(biāo)系xoy安置在遙感圖像探測(cè)處理裝置中的遙感物鏡組的一側(cè)物距 L處；則相應(yīng)在遙感物鏡組的另一側(cè)象距L'的被測(cè)空間目標(biāo)處建立一象方數(shù)字空間 坐標(biāo)系x，o，y，然后把有固定間隔的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度AB的標(biāo)尺安裝在象方空間數(shù)字坐標(biāo)系 x，o，y'內(nèi)，憑借象方空間數(shù)字坐標(biāo)系x，o'y'中的目標(biāo)座標(biāo)數(shù)字值和物方空間目標(biāo)坐標(biāo) 系xoy中的目標(biāo)座標(biāo)數(shù)字值相等的關(guān)系，便將在物方空間數(shù)字坐標(biāo)系xoy測(cè)量到的標(biāo) 尺AB的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的投影象A'B，數(shù)字值M，作為象方空間數(shù)字坐標(biāo)系x，o'y'標(biāo)尺AB 的數(shù)字值，且AB在物方空間數(shù)字坐標(biāo)系xoy上的投影像A，B'，與X軸或Y軸是重合 的，進(jìn)行A/D數(shù)字變換計(jì)算，就可確定在被測(cè)空間目標(biāo)點(diǎn)處空間數(shù)字坐標(biāo)系x'o，y， 的空間頻率
，最后移去標(biāo)尺AB，且在被測(cè)空間目標(biāo)點(diǎn)更換安裝一被測(cè)點(diǎn)光源合 作目標(biāo)C， ^fe同樣方法在物方空間數(shù)字坐標(biāo)系xoy中，測(cè)出點(diǎn)光源合作目標(biāo)在象方 空間坐標(biāo)系x，o，y，中被測(cè)點(diǎn)光源合作目標(biāo)C的座標(biāo)數(shù)字值N，x和N，y ,據(jù)此，在空間 目標(biāo)所在的象方空間數(shù)字坐標(biāo)系x，o，y，中利用空間頻率F(L')直接在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行 D/A變換計(jì)算，其中點(diǎn)光源合作目標(biāo)位置座標(biāo)計(jì)算公式如下
<formula>formula see original document page 6</formula> 由此確定空間單個(gè)點(diǎn)光源合作目標(biāo)點(diǎn)的空間位置的坐標(biāo)值即得。如圖l-3所示，在上述單目標(biāo)點(diǎn)測(cè)量方法基礎(chǔ)上，下面就多空間目標(biāo)點(diǎn)的空間 數(shù)字化大地測(cè)量方法說(shuō)明如下，首先把相互不遮擋的m個(gè)點(diǎn)光源合作目標(biāo)和標(biāo)尺 AB的測(cè)量點(diǎn)(安裝點(diǎn))布置在建筑物(如隧道壁)上，測(cè)量時(shí)，同樣將標(biāo)尺AB 由遠(yuǎn)到近逐一測(cè)量在空間各測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各象方空間數(shù)字坐標(biāo)系上的空間頻率，再 在各測(cè)量點(diǎn)上以點(diǎn)光源合作目標(biāo)置換標(biāo)尺AB后，把上述的遙感圖像探測(cè)裝置的遙 感物鏡組對(duì)焦到各被測(cè)空間合作目標(biāo)中最遠(yuǎn)的空間合作目標(biāo)，然后在遙感物鏡組前 固定一可更換孔徑的旁軸光欄，并且調(diào)整旁軸光欄的孔徑值，使各被測(cè)空間合作目 標(biāo)中最近空間合作目標(biāo)的成象光束進(jìn)入作為成象物鏡的遙感物鏡組后的旁軸光束 在CCD靶面上形成對(duì)稱的小彌散圓，用計(jì)算機(jī)分別確定各彌散圓中心點(diǎn)在CCD 靶面構(gòu)成的空間數(shù)字坐標(biāo)系xoy上的座標(biāo)數(shù)字值，最后仍然以下列計(jì)算公式就可以 確定空間任意一點(diǎn)光源合作目標(biāo)的位置坐標(biāo)，其計(jì)算公式為
利用上述公式在計(jì)算機(jī)中就可以同時(shí)確定分布在空間各點(diǎn)光源合作目標(biāo)的全 部空間位置坐標(biāo)值。依此就建立一種多空間目標(biāo)點(diǎn)的同步實(shí)時(shí)無(wú)人監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)。
另外，把本發(fā)明中的遙感圖象探測(cè)處理裝置和點(diǎn)光源合作目標(biāo)與激光測(cè)距裝置 相結(jié)合即可構(gòu)成三維大地監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)或裝置。
上述的點(diǎn)光源合作目標(biāo)是由前后為小孔光欄與密封板的外殼，外殼內(nèi)的光源與
前方的玻璃窗五部分組成有自主發(fā)光的主動(dòng)型式的點(diǎn)光源合作目標(biāo)。


圖l為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的被動(dòng)型點(diǎn)光源合作目標(biāo)示意圖。
圖3為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明計(jì)算機(jī)顯示屏上的坐標(biāo)顯示的示意圖。
其中，l.前機(jī)殼；2.后機(jī)殼；3.座架；4數(shù)字CCD; 5.數(shù)碼相機(jī)機(jī)身；6.計(jì)算機(jī)； 7.點(diǎn)光源合作目標(biāo)；8.旁軸光欄；9.玻璃窗口； IO.密封墊；ll.轉(zhuǎn)臺(tái)；12.遙感圖像 探測(cè)裝置；13.電纜頭；14.USB接口電纜；15.外殼；16.玻璃窗；17.小孔欄；1S.光源；19.密封板；20.反射稜鏡；21.激光器；22.遙感物鏡組； C為點(diǎn)光源合作目標(biāo)位置坐標(biāo)；C，為點(diǎn)光源合作目標(biāo)在坐標(biāo)XOy上的象；
AB—在合作目標(biāo)處的測(cè)量標(biāo)尺；A'B，為AB在坐標(biāo)xoy上的象。
具體實(shí)施例方式
如圖l、圖2所示，建立在上述空間數(shù)字化大地測(cè)量方法上的裝置如下 本發(fā)明包括在被測(cè)空間目標(biāo)處設(shè)置的作為確定空間頻率、有固定間隔標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度 的測(cè)量標(biāo)尺AB和測(cè)量時(shí)用的點(diǎn)光源合作目標(biāo)7，以及在測(cè)量處設(shè)有的固定在測(cè)量 轉(zhuǎn)臺(tái)11上的遙感圖像探測(cè)裝置12和與數(shù)字CCD4用USB接口電纜14相連的計(jì)算 機(jī)6三部分，其中遙感圖象探測(cè)裝置12包括由望遠(yuǎn)物鏡L!，耦合物鏡L2和固定在 座架3上的數(shù)碼相機(jī)變焦攝影物鏡L3組成的復(fù)合遙感物鏡組22，該數(shù)碼相機(jī)變焦 攝影物鏡L3與相匹配接口的數(shù)碼相機(jī)機(jī)身5相連，并且分別設(shè)置在前機(jī)殼1和后 機(jī)殼2中，同軸相連接的前機(jī)殼1和后機(jī)殼2均密封固定在中間有通孔的座架3 上，并憑借座架3把遙感圖象探測(cè)裝置12安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)11上，且遙感圖像探測(cè)裝置 12中的望遠(yuǎn)物鏡LK數(shù)碼相機(jī)變焦攝影物鏡U及耦合物鏡L2組成復(fù)合的遙感物鏡組 22，其合成焦距/《=/1(^)，且必須滿足f合》f定的條件，/^A/max ，其中，S 為CCD象元尺寸，A為臺(tái)標(biāo)測(cè)量精度要求的位移最小值，Lmaxl;最大測(cè)量距離。 根據(jù)測(cè)量距離和精度要求，fW可以從0.5米 12米以上內(nèi)選取。 上述遙感物鏡組22還可由焦距為f。的單個(gè)定焦物鏡構(gòu)成，且f?！穎定， /^仝/max，其中，S為CCD象元尺寸，A為目標(biāo)測(cè)量精度要求的位移最小值,Lmax
為最大測(cè)量距離。
考慮到多目標(biāo)點(diǎn)的空間數(shù)字化大地測(cè)量和克服空間強(qiáng)背景的需要，在前機(jī)殼1
的窗口玻璃9外面又設(shè)置一個(gè)旁軸光欄8，以便于獲得空間各目標(biāo)點(diǎn)的清晰對(duì)稱小 彌散圓的圖象，提高測(cè)量精度和保證位移的測(cè)量范圍。
為實(shí)現(xiàn)照相物鏡工作距離上的空間數(shù)字化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，則只要把遙感物鏡組22 中的望遠(yuǎn)物鏡組I^或定焦物鏡f。，用照相物鏡來(lái)替代，構(gòu)成照相物鏡工作距離上 的空間數(shù)字化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)顯微鏡物鏡工作距離上的空間數(shù)字化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，則只要把遙感物鏡組 22中的望遠(yuǎn)物鏡組L,或定焦物鏡f。，用顯微鏡物鏡來(lái)替代，構(gòu)成顯微鏡物鏡工作 距離上的空間數(shù)字化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置。
點(diǎn)光源合作目標(biāo)7可以有主動(dòng)發(fā)光型和被動(dòng)發(fā)光型兩種型式
其中主動(dòng)型點(diǎn)光源合作目標(biāo)7是由前后為小孔光欄17與密封板19的外殼15，外 殼15內(nèi)的光源18與前方的玻璃窗五部分組成。光源18是發(fā)光二極管LED或小功率激
8光器。高亮度合作目標(biāo)7主體通常是由作為光源的1 3瓦光電二極管LED及其后的密 封板構(gòu)成的外殼，外殼前端平面開(kāi)一小孔直徑為*=0. 5 2mm作為小孔光欄17,適合 測(cè)量的工作距離在100 200米范圍內(nèi)使用，更遠(yuǎn)距離時(shí)小孔直徑及發(fā)光二極管功率 相應(yīng)增大。
點(diǎn)光源合作目標(biāo)7的主動(dòng)發(fā)光型和被動(dòng)發(fā)光型在結(jié)構(gòu)上基本相同。不同的是被 動(dòng)型點(diǎn)光源合作目標(biāo)7的光源是用外部激光器21或其它窄光束光源照明。外部的照 明光源如激光器，可以設(shè)置在遙感圖象探測(cè)裝置12上，且在主動(dòng)型點(diǎn)光源合作目標(biāo) 7的光源18處是用反射稜鏡或反饋性反光膜替代原光源18的LED即可。點(diǎn)光源合作 目標(biāo)7是被動(dòng)型，其組成包括設(shè)置在前機(jī)殼1上激光器21，和設(shè)置在被測(cè)量處的由前 后為小孔光欄17與密封板19的外殼15，以及外殼15內(nèi)的反射稜鏡或反饋性反光膜20 與前方的玻璃窗16。通常被動(dòng)型用在無(wú)電源供電的測(cè)量處。
把本發(fā)明中的遙感圖象探測(cè)處理裝置12和點(diǎn)光源合作目標(biāo)7與激光測(cè)距裝置相 結(jié)合即可構(gòu)成三維大地監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)或裝置，該激光測(cè)距裝置可以設(shè)置在前機(jī)殼l 上，也可以分體單獨(dú)設(shè)置。
空間數(shù)字大地測(cè)量方法及裝置在隧道位移形變監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用實(shí)例
根據(jù)位移沉降測(cè)量精度要求在200米為士lmm;且在200米中有20個(gè)測(cè)量點(diǎn)；并
且實(shí)現(xiàn)無(wú)人實(shí)時(shí)多點(diǎn)同步自動(dòng)監(jiān)測(cè)。
先在200米內(nèi)布置在隧道壁上相互不遮擋的20個(gè)主動(dòng)發(fā)光型點(diǎn)光源合作目標(biāo)7 和標(biāo)尺AB的安裝點(diǎn)，最遠(yuǎn)200米，最近20米，間隔為9米；又在測(cè)量處安裝遙感物 鏡組距為6米的遙感圖像探測(cè)裝置12及其相連的計(jì)算機(jī)6，把標(biāo)尺AB從遠(yuǎn)到近逐個(gè) 安裝在安裝點(diǎn)上，以確定空間20個(gè)空間點(diǎn)光源合作目標(biāo)7安裝點(diǎn)的空間頻率并貯存 在計(jì)算機(jī)中，再移走標(biāo)尺AB把20個(gè)點(diǎn)光源合作目標(biāo)7安裝在上述安裝點(diǎn)上，把上述 的遙感物鏡組對(duì)焦到最遠(yuǎn)的空間合作目標(biāo)7，又在遙感圖像探測(cè)裝置12的遙感物鏡 組前調(diào)整或直接安裝一孔徑中=5 mm的旁軸光欄8，在計(jì)算機(jī)顯示屏上觀察20個(gè)點(diǎn)光 源合作目標(biāo)7基本均勻分布，并使最近空間點(diǎn)光源合作目標(biāo)7的成象光束在計(jì)算機(jī)顯 示屏觀察到一對(duì)稱性很好的小彌散圓斑，設(shè)置攝象時(shí)間間隔及暴光時(shí)間，該裝置就 能對(duì)隧道的位移形變實(shí)現(xiàn)無(wú)人多點(diǎn)同步實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)。
標(biāo)尺AB的長(zhǎng)度可取測(cè)量精度要求的1一100倍的范圍內(nèi)，通?？扇?shù)十倍，如 本實(shí)施例中，其測(cè)量精度要求為士lmm，選用標(biāo)尺AB的長(zhǎng)度是25 mm。
權(quán)利要求
1、空間數(shù)字化大地測(cè)量裝置，其特征是包括在被測(cè)空間目標(biāo)處設(shè)置的作為確定空間頻率、有固定間隔標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的測(cè)量標(biāo)尺(AB)和安裝在建筑物的點(diǎn)光源合作目標(biāo)(7)，以及在測(cè)量處的固定在測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)(11)上的遙感圖像探測(cè)裝置(12)和與數(shù)字CCD(4)用USB接口電纜(14)相連的計(jì)算機(jī)(6)三部分，其中遙感圖象探測(cè)裝置(12)包括有望遠(yuǎn)物鏡L1，耦合物鏡L2和固定在座架(3)上的數(shù)碼相機(jī)變焦攝影物鏡L3組成復(fù)合的遙感物鏡組(22)，該數(shù)碼相機(jī)變焦攝影物鏡L3與相匹配接口的數(shù)碼相機(jī)機(jī)身(5)相連，并且分別設(shè)置在前機(jī)殼(1)和后機(jī)殼(2)中，同軸相連接的前機(jī)殼(1)和后機(jī)殼(2)均密封固定在中間有通孔的座架(3)上，并憑借座架(3)把遙感圖象探測(cè)裝置(12)設(shè)置在轉(zhuǎn)臺(tái)(11)上，且遙感圖像探測(cè)裝置(12)中的望遠(yuǎn)物鏡L1、數(shù)碼相機(jī)變焦攝影物鏡L3及耦合物鏡L2組成復(fù)合的遙感物鏡組(22)，其合成焦距 id="icf0001" file="A2009100158560002C1.tif" wi="22" he="10" top= "121" left = "120" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>且必須滿足f合≥f定的條件，其中 id="icf0002" file="A2009100158560002C2.tif" wi="23" he="8" top= "138" left = "54" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>δ為CCD象元尺寸，Δ為目標(biāo)測(cè)量精度要求的位移最小值，Lmax為最大測(cè)量距離；上述點(diǎn)光源合作目標(biāo)(7)是由前后為小孔光欄(17)與密封板(19)的外殼(15)，外殼(15)內(nèi)的光源(18)與前方的玻璃窗(16)五部分組成，所述光源(18)是發(fā)光二極管LED或小功率激光器。
2、 如權(quán)利要求1所述的空間數(shù)字化大地測(cè)量裝置,其特征是上述遙感物鏡組(22)是由焦距為f。的單個(gè)定焦物鏡構(gòu)成，且f?！穎定，/^=|/max，其中，S為CCD象元尺寸，A為目標(biāo)測(cè)量精度要求的位移最小值，Lmax為 最大測(cè)量距離。
3、 如權(quán)利要求l所述的空間數(shù)字化大地測(cè)量裝置，其特征是上述點(diǎn)光源 合作目標(biāo)(7)也可是被動(dòng)型，即該點(diǎn)光源合作目標(biāo)(7)的光源(18)是 用激光器(21)或其它窄光束光源照明，以及前后為小孔光欄(17)與密 封板U9)的外殼(15)，和外殼(15)內(nèi)的反射稜鏡或反饋性反光膜與前 方的玻璃窗(16)組成，其中激光器(21)設(shè)置在前機(jī)殼(1)上方。
4、 如權(quán)利要求l所述的空間數(shù)字化大地測(cè)量裝置，其特征是上述前機(jī)殼 (1)的窗口玻璃(9)外面又設(shè)置一個(gè)旁軸光欄(8)。
5、 將上述的遙感圖象探測(cè)處理裝置(12)和點(diǎn)光源合作目標(biāo)(7)與 已有的激光測(cè)距裝置相結(jié)合可構(gòu)成三維大地監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)，該激光測(cè)距裝 置設(shè)置在前機(jī)殼(1)上方。
6、 將上述的遙感圖象探測(cè)處理裝置(12)中的望遠(yuǎn)物鏡組"或焦距 為f。的單個(gè)定焦物鏡，用照相物鏡來(lái)替代，構(gòu)成照相物鏡工作距離上的空 間數(shù)字化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置。
7、 將上述的遙感圖象探測(cè)處理裝置(12)中的遙感物鏡組中的望遠(yuǎn)物 鏡組I^或焦距為f。的單個(gè)定焦物鏡，用顯微鏡物鏡來(lái)替代，構(gòu)成顯微鏡物 鏡工作距離上的空間數(shù)字化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置。
8、 空間數(shù)字化大地測(cè)量方法，首先利用一個(gè)位于數(shù)碼相機(jī)機(jī)身(5) 內(nèi)且與計(jì)算機(jī)相連的數(shù)字CCD靶面上的象元陣網(wǎng)格建立一個(gè)以象元為數(shù) 字單位，且能在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行運(yùn)算、處理，顯示的物方空間數(shù)字坐標(biāo)系xoy， 根據(jù)幾何光學(xué)共軛成像原理，把上述物方空間數(shù)字坐標(biāo)系xoy安置在遙感 圖像探測(cè)處理裝置(12)中的遙感物鏡組的一側(cè)物距L處；則相應(yīng)在遙感 物鏡組的另一側(cè)象距L，的被測(cè)空間目標(biāo)處建立一象方數(shù)字空間坐標(biāo)系 x'o'y，然后把有固定間隔的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度AB的標(biāo)尺安裝在象方空間數(shù)字坐標(biāo) 系x'o，y'內(nèi)，憑借象方空間數(shù)字坐標(biāo)系x'o'y，中的目標(biāo)座標(biāo)數(shù)字值和物方 空間目標(biāo)坐標(biāo)系xoy中的目標(biāo)座標(biāo)數(shù)字值相等的關(guān)系，便將在物方空間數(shù) 字坐標(biāo)系xoy測(cè)量到的標(biāo)尺AB的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度投影象A'B'數(shù)字值M作為象方 空間數(shù)字坐標(biāo)系x'o'y'標(biāo)尺準(zhǔn)長(zhǎng)度AB的數(shù)字值，且(AB)在物方空間數(shù) 字坐標(biāo)系xoy上的投影像A，B'，與X軸或Y軸是重合的，就可確定及設(shè)置在被測(cè)空間目標(biāo)處空間數(shù)字坐標(biāo)系x'o'y'的空間頻率F(r)-！，最后移爿5去標(biāo)尺(AB)在該處更換安裝被測(cè)點(diǎn)光源合作目標(biāo)，用同樣方法在物方空 間數(shù)字坐標(biāo)系xoy中，以測(cè)出點(diǎn)光源合作目標(biāo)在象方空間坐標(biāo)系x'o'y'中 被測(cè)點(diǎn)光源合作目標(biāo)的座標(biāo)數(shù)字值N'x和N'y，據(jù)此，在空間目標(biāo)所在的 象方空間數(shù)字坐標(biāo)系x'o'y'中利用空間頻率F(L')直接在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行D/A 變換計(jì)算，點(diǎn)光源合作目標(biāo)位置座標(biāo)計(jì)算公式如下W) M由此確定空間單個(gè)點(diǎn)光源合作目標(biāo)點(diǎn)的空間位置的坐標(biāo)值。
9、空間多目標(biāo)點(diǎn)的空間數(shù)字化大地測(cè)量方法首先把相互不遮擋的m個(gè)點(diǎn)光源合作目標(biāo)和標(biāo)尺(AB)的測(cè)量點(diǎn)布置 在建筑物上，測(cè)量時(shí)，同樣將標(biāo)尺(AB)由遠(yuǎn)到近逐一測(cè)量在空間各測(cè)量 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各象方空間數(shù)字坐標(biāo)系上的空間頻率，再在各測(cè)量點(diǎn)上以點(diǎn)光源 合作目標(biāo)置換標(biāo)尺(AB)后，把上述的遙感圖像探測(cè)裝置的遙感物鏡組對(duì) 焦到各被測(cè)空間合作目標(biāo)中最遠(yuǎn)處的空間合作目標(biāo)，然后在遙感物鏡組前 固定一可更換孔徑的旁軸光欄(8)，使各被測(cè)空間合作目標(biāo)最近空間合作 目標(biāo)的成象光束進(jìn)入作為成象物鏡的遙感物鏡組后的傍軸光束在CCD靶 面上形成對(duì)稱的小彌散圓，用計(jì)算機(jī)確定各彌散圓中心點(diǎn)在CCD靶面構(gòu) 成的空間數(shù)字坐標(biāo)系xoy上的數(shù)字座標(biāo)值，同上，在空間目標(biāo)所在的象方 空間數(shù)字坐標(biāo)系x'o'y'中利用空間頻率F(L')直接在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行D/A變換 計(jì)算，最后就可以確定空間各點(diǎn)光源合作目標(biāo)位置的坐標(biāo)，其計(jì)算公式為<formula>formula see original document page 4</formula>利用上述公式在計(jì)算機(jī)中同時(shí)確定分布在空間各點(diǎn)光源合作目標(biāo)的 位置坐標(biāo)值即得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空間數(shù)字化大地測(cè)量方法及裝置。其特征是包括在被測(cè)空間目標(biāo)處設(shè)置作為確定空間頻率的標(biāo)尺和測(cè)量時(shí)用的點(diǎn)光源合作目標(biāo)，在測(cè)量處有固定在測(cè)量轉(zhuǎn)臺(tái)上的遙感圖像探測(cè)處理裝置和與數(shù)字CCD相連的計(jì)算機(jī)三部分，其方法是利用與計(jì)算機(jī)相連的數(shù)字CCD靶面上的象元陣網(wǎng)格建立物方空間數(shù)字坐標(biāo)系，根據(jù)幾何光學(xué)共軛成像原理，相應(yīng)在被測(cè)空間目標(biāo)處建立象方數(shù)字空間坐標(biāo)系，并把空間數(shù)字化測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)—空間頻率，設(shè)置在被測(cè)空間目標(biāo)處的象方空間數(shù)字坐標(biāo)系上，在象方空間數(shù)字坐標(biāo)系上對(duì)空間目標(biāo)位置直接進(jìn)行數(shù)字化變換測(cè)量。本發(fā)明具有高精度，而且還能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同步，實(shí)時(shí)無(wú)人監(jiān)測(cè)的大地測(cè)量。
文檔編號(hào)G01C11/02GK101581580SQ20091001585
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日
發(fā)明者冰 鄭, 鄭國(guó)星 申請(qǐng)人:鄭國(guó)星