iGPS測量系統(tǒng)實現(xiàn)關鍵技術及應用
2013-07-18
20世紀90年代，在GPS測量原理的啟發(fā)下，美國Arcsecond公司率先開發(fā)出了一種具有高精度、高可靠性和高效率的室內GPS（indoorGPS，iGPS）系統(tǒng)（見圖2），主要用于解決大尺寸室內空間測量與定位問題。iGPS對大尺寸的精密測量提供了一種全新的方法，解決了飛機外形、大型船身等大尺寸對象的精密測量問題。iGPS與GPS一樣，利用三角測量原理建立三維坐標體系從而實現(xiàn)定位，不同的是iGPS采用紅外激光代替了衛(wèi)星（微波）信號。iGPS是利用室內的激光發(fā)射裝置（基站）不停地向外發(fā)射單向的帶有位置信息的紅外激光，接收器接受到信號后，從中得到發(fā)射器與接受器間的2個角度值（類似于經緯儀的水平角和垂直角），在已知基站的位置和方位信息后，只要有2個以上的基站就可以通過角度交會的方法計算出接收器的三維坐標。
圖2 大尺寸IGPS測量系統(tǒng)iGPS測量系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：
（1）多用戶測量。iGPS測量場是1個共享的資源場，位于測量場中的接收器獨立工作，互不影響，像GPS系統(tǒng)一樣，只需增加傳感器和接收器的數(shù)量就可以增加用戶。
（2）測量范圍廣。在iGPS測量網(wǎng)中，通過增加發(fā)射站可實現(xiàn)量程擴展，且不損失測量精度，其工作范圍為2~300m。
（3）抗干擾性好。測量過程允許斷光，且不影響測量精度。
（4）無需轉站測量。可以通過增加發(fā)射器或對其進行部局重構，實現(xiàn)對系統(tǒng)內全部測量點的測量，從而降低或消除轉站誤差。
（5）可視化程度高。無論是在測量現(xiàn)場還是中央控制中心，操作人員都可以通過PDA或計算機屏幕實時看到被測點的三維坐標。
（6）一次標定多次使用。只要標定后的發(fā)射站位置不發(fā)生改變，該測量場即可無限次使用。
基于以上優(yōu)點，近幾年來國內外業(yè)界深入研究了iGPS測量系統(tǒng)，J.Schwendemann[1]等人通過研究指出，iGPS可用于巷道中掘進機及其他掘進設備的導航以及應力狀態(tài)下飛機機身結構的變形測量；德國亞琛工業(yè)大學和尼康公司的RobertSchmitt[2]等人通過對不確定度的研究指出，iGPS系統(tǒng)除用于機器人的控制和校準以外，還可以廣泛應用于航空、航天、造船、汽車等大尺寸、高精度定位與測量的裝備制造領域。
來源：http://www.bjdaisi.com.cn/product/multimeter/
圖2 大尺寸IGPS測量系統(tǒng)iGPS測量系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：
（1）多用戶測量。iGPS測量場是1個共享的資源場，位于測量場中的接收器獨立工作，互不影響，像GPS系統(tǒng)一樣，只需增加傳感器和接收器的數(shù)量就可以增加用戶。
（2）測量范圍廣。在iGPS測量網(wǎng)中，通過增加發(fā)射站可實現(xiàn)量程擴展，且不損失測量精度，其工作范圍為2~300m。
（3）抗干擾性好。測量過程允許斷光，且不影響測量精度。
（4）無需轉站測量。可以通過增加發(fā)射器或對其進行部局重構，實現(xiàn)對系統(tǒng)內全部測量點的測量，從而降低或消除轉站誤差。
（5）可視化程度高。無論是在測量現(xiàn)場還是中央控制中心，操作人員都可以通過PDA或計算機屏幕實時看到被測點的三維坐標。
（6）一次標定多次使用。只要標定后的發(fā)射站位置不發(fā)生改變，該測量場即可無限次使用。
基于以上優(yōu)點，近幾年來國內外業(yè)界深入研究了iGPS測量系統(tǒng)，J.Schwendemann[1]等人通過研究指出，iGPS可用于巷道中掘進機及其他掘進設備的導航以及應力狀態(tài)下飛機機身結構的變形測量；德國亞琛工業(yè)大學和尼康公司的RobertSchmitt[2]等人通過對不確定度的研究指出，iGPS系統(tǒng)除用于機器人的控制和校準以外，還可以廣泛應用于航空、航天、造船、汽車等大尺寸、高精度定位與測量的裝備制造領域。
來源：http://www.bjdaisi.com.cn/product/multimeter/
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