用于大地测量仪的位置确定方法

专利名称：用于大地测量仪的位置确定方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1前序部分的、用于大地测量仪的位置确 定方法。
背景技术：
为了记录下在测量环境中的特定点的属性，尤其为了记录下具有空 间参照的数据，从古代就知道许多测量方法。此时作为空间基准数据， 除了可能有的基准点外，还记录测量仪的位置以及相对测量点的方向、 距离和角度。尽管在许多应用场合中知道大地测量仪位置并且测量未知 位置，但也存在以下应用，此时尽管知道或测量了几个测量点，但测量 仪所在地点是未知的。
这种测量仪或者说大地测量仪的一个众所周知的例子就是经纬仪或
全站仪。R.Joeckel和M.Stober的"电子距离和方向测量"(第4版，Konrad Wittwer出版社，斯图加特，1999)给出了关于现有技术的大地测量仪的 概述。这种测量仪具有角度和距离测量功能，它们允许确定相对选定目 标的方向和距离。角度或距离参数此时在该测量仪的一个内参考系中被 确定，并且为了绝对位置确定而在某些情况下必须还与一个外参考系相 关联。
原则上，作为所谓的自由设立，从针对已知的固定测量点的测量中 推导出测量仪的真正位置(即，测量仪的站坐标)。此时，自由设立是指 从测量中确定新点的坐标，该测量从新点开始针对周围测量过的即已知 的测量点进行。这种测量是方向和距离测量。
首先，在局部坐标系中计算周围点相对设立点的位置。借助周围点 的己知坐标，当测量进行的次数多于必需次数时，计算经过平衡的转换
参数，随后从中得到新点的所求解的坐标。这个过程可举例说明针对几个周围点测量距离和方向，并且在透明膜上标出这些点相对设立点的 位置，即在局部坐标系中。现在，期望的坐标系的图被垫在该膜之下。 该坐标系可以是大地坐标系，或者也可以是特定建筑项目的坐标系。现 在，在该图上也应该能找到测量点。转动和移动该膜，直到膜点尽量好 地与图上标出的点重合，这可以按照计算方式通过按照最小平方法的等 式计算来完成。现在，可以在图上读出新点坐标。此时，不是以图形方 式，而是以分析方式应用该原理，在这里， 一个测量点的点编号和相对 该测量点的大地测量仪的测量值必须是己知且相互对应的。
为此所需的计算以软件方式整合在大多数的现代的全站仪或者视距 仪中。但这总是意味着，必须彼此关联地加入被测的测量点的点编号和 坐标；设立点坐标和其它期望的结果(如变量等)随后从该测量中被自 动算出并且可以被存储或者输出。用于这种计算所必需的最少次数的测 量包括相对至少两个测量点的距离和方向的确定。但实际上可以执行除 此之外的测量，以便通过重复确定来获得对所获结果的可靠性的说明。
用于从相对多于两个的固定点的方向和距离的测量中计算设立点坐 标的算法例如可以是相似变换，该相似变换与在技术文献中被称为海尔 默变换的辅助平衡相关。
就用户操作而言，全站仪设立和结合已知测量点的真正站坐标的确 定大多是针对成熟的测量工程师设计的。使用者必须可靠识别场地中的 被用于计算站坐标的测量点并且为其分派正确的点编号，该点编号建立 与测量点位置的关联。这通常只能利用其中记录有地形和测量点的图纸 来实现。因此，相应的人工分派针对测量点的实际测量是费时且易于出 错的。
此外，特殊应用场合例如全站仪被用在设备控制中的场合要求不一 定由经过专业培训的测量技术人员操纵测量仪。不过，迄今为止的测量 仪配置和用户操作不是针对该应用群体设计的。
因此，现有技术中的位置确定方法依据测量已知的测量点，该测量 点的测量值与测量点的点编号或位置数据一起被记录或继续处理。测量 时所需的测量值与点的对应减慢了该方法，增加了易出错性，使自动化
5变得困难。

发明内容
因此，本发明的任务在于提供一种经过改善和简化的用于大地测量 仪的位置确定方法。
本发明的另一个任务在于降低易出错性并縮短定位需用时间。 本发明的又一个任务在于实现自动化的位置确定。
根据本发明，通过权利要求1的特征或从属权利要求的特征来完成 该任务或者改进技术方案。
本发明的位置确定方法摆脱了在测量中必需遵循的、点编号或者说 点标识与测量数据记录的关联。自由设立过程以如此程度被简化，目标 测量点不一定再通过点编号来标识，因此最终可以全自动地实现对已知
本发明方法也基于对已知测量点的测量。为此，大地测量仪如全站 仪被定位在要被确定的点上。随后，自动或人工地测量可由该位置看清 的测量点，在此测量距离和一个或两个角度。例如，通过全站仪以预定 的竖向张角扫描整圆，此时自动识别和测量设置在测量点上的棱镜。针 对所有找到的棱镜，测量水平方向、竖向角度和距离。在某些情况下如 在机场这样的平整地面上，只测量一个角度就足够了。通过这些测量值， 在测量仪自身的参考系中确定这些测量点的位置。此时，这些测量点的 相互相对位置以及这些测量点相对测量仪的位置均是已知的。
为了实现与外参考系的关联和进而实现绝对定位，必须使作为基准 点的测量点中的至少几个对应于作为参考点的已知测量点。
通过在测量值记录过程之后或者之中连续地进行对应分配，建立这 样的关联，该关联在现有技术方法中在每次测量过程中进行，即在识别 之后并且在了解了具体测定的测量点或者说参考点之后。
根据本发明，此时生成这些点的两种分布或图案。其一，基准点的 测量和记录通过在内参考系中的测量来进行，即参照测量仪。其二，作 为位置已知的参考点的点分布或图形被放入外参考系。因此，不同参考系中存在两种分布或图形。这些参考系通过识别共同点而相互关联，所 述共同点也就是指同时存在于两种分布中的那些点。这意味着，使两个 参考系相互关联，为此利用点的相互相对布置，即利用这些点的相对位 置。这些基准点相互相对位置的推导此时利用并允许这两种分布相关联， 从而能够识别两种分布的共同点及其相互相对位置。在此情况下，这些 基准点相互相对位置可以按照不同方式以数学方式来表示。 一方面，可 以依据这些基准点的直接的相对参考参数来描述这些基准点的位置，例 如通过一些参考点相对另一些参考点的角度和距离，其中相互参照的这 些基准点与大地测量仪位置的关联保证了与位置确定任务的关系。但另 一方面，相互相对位置也可以间接地或者说非直接地作为在大地测量仪 内参考系中的分布来表示，其中所有参考参数或其一部分被联系到相对 测量仪的位置。因此，基准点相互位置通过大地测量仪位置的共同参考 参数来限定。当然，也可以采用这些表示的组合，例如不仅利用大地测 量仪的相对参考点的原始测量参数，而且利用其由此推导出的相对参考 参数被共同或者按照选择的组合方式，来表示内参考系中的分布。
基准点与参考点的相互对应(即所测点的识别)，可以在位置确定之 前或位置确定的同时进行。为了实现对应，此时提供例如来自图像处理、 优化或图形理论的各种解决方案。
例如，可以从在测量仪的局部参考系中的点的相对位置推导出一个 图形，该图形通过图形处理装置与从测量点推导出的图形做比较。例如 模板匹配法适用于此，在该模板匹配算法中，利用査找法确定所测基准 点的给定图形是否在通过测量点限定的搜索区内以及在何处。按照相似 方式，也可以采用基于形状的匹配，在基于形状的匹配中搜索"边"。就 是说，不是相互比较点图形，而是比较作为边的点连线。这种方法就运 行时间特性而言可以带来优点。
尽管图像处理考虑了点的相互相对位置并在整体上考虑了这些点， 但也可以采用简化了信息的方法，其中只计算所有被测点之间的水平距 离并且直接与存储在测量点表中的点之间的水平距离做比较。由此可以 识别目标点，只要其随机地分布于地面，即不是所有点具有相等的相互距离。
某种连线表现为图形优化方法，其中例如所有可能的点间连线按照 方向和距离以图形方式被示出。这样，交点和边的布置可以与按照相同 或相似方式生成的测量点显示进行比较。这种解决方案能够减少数据， 例如通过为基准点图形生成最小构架或最小生成树，该最小构架或最小 生成树随后被引入参考点(即测量点)的图形中。在有重合时，使相应 的点被对应。在此情况下，该方法也可以分多步进行，例如，通过首先 引入最小生成树并且通过连续添加其它边来确认其正确位置。其中一个 变型方案是将基准点图形的最长边对应至参考点图形中。接着， 一直加 入次长的边，直到所需数量的点被对应了为止。但该解决方案的前提是 边长分布是充分分开的。
由于测量仪相对参考点的相对位置也是已知的并且参考点在完成对 应之后与参考点相互关联，从而也可以直接推导出测量仪的位置。不过 作为替代方式，对应步骤也可以只构成用于常见方法的初始点。
基于较大数量的点和所采用的解决方案，所以如果适当采用相应阈 值或接受一定数量的非匹配点，则也可以同时处理误差。这样的误差可 能出现在已知测量点被错误记在测量点表中或者被错误定位的情况下。 另一个误差起源是对反射表面的测量，该反射表面被误认为对反射器的 测量并被继续处理。例如，现在可以如此设定本发明的位置确定方法，
即，在有40个基准点和参考点非常好地重合的情况下，没有重合的3或 4个点被认为是错误并且忽略这些点。这样的阈此时也可以在考虑测量点 或参考点分布的情况下被推导出来。


以下，将结合附图示意所示的实施例纯粹示例性地详细说明根据本 发明的位置确定方法，其中-
图1示意表示在施工区域内的典型测量情况； 图2示意表示测量参数的记录；
图3表示根据本发明的位置确定方法的两个基本构想；
8图4a至图4b示意表示本发明位置确定方法的原理；
图5表示本发明位置确定方法的第一实施例；
图6表示本发明位置确定方法的第一实施例的变型方案；
图7表示本发明位置确定方法的第二实施例的第一变型方案；
图8a至图8b表示本发明位置确定方法的第二实施例的第二变型方
案；
图9a至图9b表示用于本发明位置确定方法的第二实施例的、对误 测进行处理的第三变型方案。
具体实施例方式
作为用于大地测量仪的位置确定的例子，图1示意表示在施工区域 内的典型测量情况。在此情况下，全站仪1作为具有距离和角度测量功 能的大地测量仪被安置在一个固定点S，该固定点S同时限定了与测量仪 相关的内参考系。如果选择一个未知的固定点S，则全站仪也可以通过相 对反射器2 (其安置在已知的已测参考点上)进行基准测量来绝对确定其 自身位置。为此，在参考系中为每个反射器2记录下其点编号以及测量 值。在测量了足够多的反射器2或者说参考点之后，可以依据全站仪1 和反射器2的相对位置以及反射器2的关于参考点表中的点编号分配的 绝对位置，在外参考系中也确定该固定点S，进而可以绝对地定位全站仪 1。
接着，在定位过程之后，可以通过全站仪1对其它目标(需要确定 这些目标的位置)进行测量。在此例子中，接着可以确定施工机械3的 位置并且连续地加以监测或者跟踪。
图2示出了与测量相关联的测量参数的记录。在本例子中，全站仪 通过按照扇形发射激光束来自动完成测量过程。该激光束以其竖向张开 的横截面4扫描水平区域(例如360°)，在该区域内的所有反射器2依据 其反射能力而被识别和自动测量。在这里，用基准点标号Pi(其中i=l...n) 连续地标识被测量的反射器2，针对每个基准点标号Pi分别确定水平角 度和竖向角度(Pi和A以及至测量仪的距离Di并将其存储起来。因而在测量仪的内参考系统中检测测量值，并且在那里对应于连续测量的点。随 后，也可从所掌握的测量点(Pi、 6i以及Di中推导出基准点PrPn的相对距
离或半径Rij，即其相互相对距离。
通常，参考点和基准点的数量是彼此不同的。原因例如在于，不是
所有的参考点均能够由固定点s掌握和测量，或者来源于其他位置的反
射被错误地作为反射器测量和识别，例如因为建筑物或建筑机械司机室
的反射玻璃表面上的反射。如图3举例所示，在此例子中人工或自动地
测量三个基准点PrP3，因而它们的由箭头表示的在测量仪参考系中的相
对位置(就是说相对固定点S的相对位置)是已知的。
现在，本发明位置确定方法必须解决两个子任务，艮P，
—将基准点Pi-P3分配给参考点集(A， B， C， D， E， F， G)的相应
参考点，
_确定固定点S相对外参考系原点Z的位置，即确定大地测量仪设 立点的位置。
这两个子任务导致两个如图3所示的本发明位置确定方法的基本构思。
一方面，这两个子任务可以单独依次完成(如依据上箭头所示)，艮P， 首先一一对应那些彼此相同的基准点和参考点，从而识别出基准点集和 参考点集的共同元素。随后确定测量仪的位置，在这里也可以采用现有 技术的已知方法，也就是说，在确定大地测量仪的位置之前进行对共同 元素的识别和对应。
但另一方面，根据本发明也可以在一个步骤中完成对应和位置确定 (如用下箭头所示)，即，共同元素的识别和对应与大地测量仪的位置确定 共同进行。
在图4a和图4b中，以草图举例表示本发明的位置确定方法的原理。 如图4a所示，通过全站仪来执行固定点S相对基准点PrP7的一系列测 量，这些基准点PrP7至少部分对应于参考点集的可测参考点，而不用知 道这些基准点的在外参考系中的位置或与参考点的对应关系。通过从固 定点S至通过反射示意表示的基准点PrP7的箭头表示所述测量。在此假定，只有记录方向(即至少一个角度)和距离作为基准参数，即在与测 量仪相关的内参考系中，就是说从固定点起的。因而对于基准点集的基 准点PpP7，从这些基准参数中仅确定相对测量仪的相对位置。因为在检 测基准参数时不一定需要使基准点与参考点相互对应，所以也可以顺利 进行基准点PrP7的自动检测和测量。
图4b示出了包括参考点A-G的参考点集，在这里，在外参考系中 的参考点的相对其原点Z的位置是己知的。现在，为了在外参考系中确 定测量仪实际位置(即其固定点)，识别并对应基准点集和参考点集中的 共同元素。这些共同元素允许参考点位置与基准点的相对位置相关联， 进而允许在外参考系中确定大地测量仪的位置。
图5表示本发明位置确定方法的第一实施例。在此例子中，参考点
集和基准点集的元素彼此相对应。从基准点集中产生一个代表基准点相 对排列的图形。以相同方式，从参考点集中推导出一个图形。在此例子
中，基准点图形对应于图4a所示情况，参考点图形对应于图4b所示情 况。现在，使这两个图形相对靠近并在需要时调整其比例，直到在一定 容差范围内获得这些图形的重合，从而实现了这些点的对应。在本例子 中，点P1和点A相互对应并且被选作转动中心，其中，基准点的图形是 围绕上述转动中心相对参考点的图形转动的。在完成重合后，现在也可 以在外参考系中推导出测量仪的相对参考点的相对位置(即固定点S的 相对参考点的相对位置)，或者说将其"转移"到外参考系中，从而确定测 量仪位置。除了在此纯粹例示性挑出的参考点A夕卜，也可以选择其它的 参考点或者基准点作为转动中心。
在此，基准点集和参考点集的共同元素的比较和识别可以通过在矢 量图或坐标图中的点分布的数学旋转来完成。但除了这种解决方案外， 所示的图案推导也可以作为图形表示法来实现，对于图形表示法来说， 为了完成基准点和参考点的识别和对应，可以采用在图像处理领域中各 种已知的适当方法，例如借助如模板匹配这样的图案比较。这样的方法 尤其也允许识别在大型图案中的多个子图案，这例如在参考点集和基准 点集在它们的基数(Machtigkeit)有差别的情况下是重要的。这种参考点集和基准点集不同的情况可以通过图5所示的作为本发 明位置确定方法第一实施例的变型方案的解决方案来解决。在这里，参 考点集大于基准点集，这也符合典型情况，在典型情况下只能看到或测 量所有已有测量点集中的一部分。只能针对这部分测量点进行测量，因 而基准点集就是参考点集的子集。除了基准点对应参考点的问题之外， 现在还出现以下额外的困难，即必须从参考点集中选择正确的子集。在 所示例子中，又要动用图4b的参考点集，但测量是来自另一个固定点的， 并且只相对三个参考点。用三个箭头表示相应的基准点的相对测量仪的 相对位置。
如在分图中所示的，三个基准点的图形依次分别绕其中一个参考点 转动，并且对于每个点，确定当时重合度最高的位置，在这里，参考点 例如按照其从左向右的排列方式经历处理。接着，在处理所有参考点之 后，相应地比较参考点的各自最佳位置。在该具体例子中，最右侧的分 图示出了在某个位置上的尽量重合，因而由此可以同时完成点的对应和 测量仪位置的确定。
虽然在图中总是选择了两维图，但原则上也可以产生三维图案并且 进行相应操作。但由于参考点的实际布置方式，实际经常出现两维图并 采用水平角度。
作为图案的表示带来以下优点，在比较过程中不仅能分析至测量仪 的距离，而且能分析角度，进而能够分析基准点的彼此相对位置。另一 方面，也可能例如因为只使用基准点的彼此相对距离，还减少了要相关 联的参数的信息量或者说数据量。
在图7中，作为本发明位置确定方法的第二实施例示出了基于距离
的解决方案。与第一实施例的主要基于点的解决方案不同，在这里要考
虑点的连线。在这里，例如从基准点PrP3的测量参数推导出相对距离或
者说半径Ru、 Ri3和R23，它们在这里通过以基准点为中心的具有相应半 径的圆来表示。为了识别共同点，使属于基准点P,的半径Ri2和Rn顺序
地对应于不同的参考点，并检查是否可以发现具有相应半径R^和R13的 各个其它参考点。在图7的右侧分图中从上至下地示出了这种做法，从
12而在识别和对应过程中完成基准点相对距离与参考点距离的比较。在最 下方的分图中，可以针对参考点集的最右侧点确定重合情况，即可以识 别在分别具有相对该第一参考点的各自半径R12和R13的圆上的另两个参 考点。现在为了检査，在下一个步骤中针对这两个参考点中较近的点检
査该点相对第三参考点是否处于相当于半径R23的距离，在此例子中情况
就是如此。
因而在此方法中，针对起始基准点，依据对应于该起始基准点的半 径或距离，识别可能有的对应于该起始基准点的参考点，其中为了确定 重合情况而设定相应的阈值或者说允许的偏差。随后，依据在其余参考 点之间的其它半径或距离进一步縮小可能的候选参考点集，直到在理想 情况下只能留下唯一的对应关系。因此，可能有的对应关系(即共同元 素的识别)的根空间将依据对参考点的彼此相对位置或距离的不断前进 地考量而得到限制。如果没有重合即解集为空，或者有多种重合可能即 解的多义性，则例如可以改变阈值，从而改变接受特性
(Akzeptanzverhalten )。
因此，本发明位置确定方法的第二实施例的第一变型方案只利用参 考点之间的半径或者未定向距离。其相互的相对位置来自半径交叉。
图8a至图8b表示本发明位置确定方法的第二实施例的第二变型方 案，其中，不再仅将基准点的各个距离或半径分别与参考点的各个距离 和半径做比较，而是利用多个彼此有一定几何关系的距离并加以比较， 从而也可以借助图形优化法来实现识别和对应。
如图8a所示，由基准点PrP3的相对位置推导出作为这些点之间的 连线的距离，并且作为图形的边加以示出，该图形的交点由基准点PrP3 构成。在此例子中只采用两个边，它们连接三个基准点PrP3。为此，基 准点PrP3的相对位置通过基准点图形来表示，该基准点图形包含作为交 点的基准点PrP3和作为边的基准点PrP3相对间距。此时，该图形可以 以完整的基准点图形的形式产生，其包含基准点PrP3的所有相互相对间 距，或者也可以用数量减少的连线(即边)来产生。
至固定点S的连接此时可以通过一个或多个边被包括在图形中，如图8a的虚线所示，然而这些边不是用于与参考点进行比较，或者在此进 行限制或忽略。
如在本例中所示的，可以推导出图形的构架或最小构架，其中所有 基准点PrP3通过不多的表征性的边相互连接。为了产生图形并为了推导 出构架或者说生成树或最小构架或最小生成树，在图形优化中采用相应 的算法。因此，可以在生成具有在所有参考点之间的所有的可能连线(即 边)的图形之后，为了推导出最小生成树再除去一些边。多种解决方案 都适用于此，在此例如基于运行时间特性而尤其采用贪心法 (Greedy-Ansatz)，贪心法总是选择出局部最佳解。其例子就是Prim算 法或者Kruskal算法。不过，不一定需要最小值结果。为了能快速识别， 在一些情况下可能有利的是由尽量表征性的且因而可轻松识别的边组合 成生成树，例如由图形已有边的最长边和最短边组成生成树。
按照基本相同的方式，参考点也将被转入一个图形中，其中参考点 的相对位置通过参考点图形来表示，该参考点图形包含作为交点的参考 点和作为边的参考点相对间距。不过，如图8b所示，该参考点图形尤其 应该是完整的参考点图形，其包含参考点的所有相互相对间距，这是因 为在此连接网络中应该能够识别出该基准点图形。
按照最简单的方式，对于该基准点集，在第一步骤中只采用唯一的 一条边(如最长边)作为第一边，其位置将在参考点图形中被识别出来。 为此，例如可以在一张表中依据所有边的长度放入参考点图形的所有边， 从而可以实现快速比较。随后，在参考点图形中识别次长边或与第一边 相邻的最长边。因此在识别重合的边或树时，按照边的长度顺序比较这 些边。
不过如图8a和8b所示，也可以在参考点图形中识别构架或者树， 为此在现有技术中公开了查找法，也可以采用图像处理法。此处的优点 是，边的相对排列(即，参考点之间连线的相对位置)将被用于识别。 在图8b中用粗线示出了在参考点图中被识别出来的且因而合适的基准点 图形。通过使用一个图形和在另一个图形中识别该图形，将同时确定共 同点以及相互取向，从而可以依据连接边直接推导出固定点相对外参考系的原点Z的位置，但这在图8b中因清楚概览起见而未被示出。
因此在本发明位置确定方法的第二实施例的第二变型方案中，在识 别和对应的过程中，对基准点和参考点图形的重合的边或树进行识别， 这种识别同时推导出共同的点和固定点S或者说大地测量仪的位置。
在参考点图形中相应识别出基准点图形后，可以结合在图8a中用虚 线表示的连接边相对原点Z设定固定点S，进而确定测量仪的位置。
在图9a至图9b中，作为用于本发明位置确定方法第二实施例的且 采取误测处理例子的第三变型方案，说明了包含所有边的完整图形的使 用。
如图9a所示，共测量四个基准点PrP4，对于这四个点，以边的形 式推导出所有可能的连线并记下来以便建立图形，其中固定点S又可以 作为另一个交点被加入图形中。不过如图8a至8b所示，这在与参考点 图形的比较中就不作考虑了。
现在，基准点图形包含大量的要在基准点图形中识别的边，因而对 应过程变得复杂。但另一方面，提供了比例如在最小构架情况下更多的 边。这允许例如识别出在参考点集中没有对应元素的交点的误测。在此 例子中，基准点P4基于误测，因而无法对应对应的参考点。不过，可以
依据其它边的重合情况以及在参考点图形中接触点P4的边的完全缺失来
评估P4是误测，因此该点仍然不予考虑或者从基准点图形中除去该点。 因此，利用数量更多的边允许更好地识别出非共同点和进而虚假的或错
、显然，这些示出的附图只示意性表示可行的实施例。根据本发明， 不同的解决方案可以相互组合以及与来自图形处理和图形优化的现有技 术方法相组合。也可以在完成共同点的确定之后，即在基准点和参考点 相互对应之后，采用迄今己知的固定点计算方法。
权利要求
1.一种用于具有距离和角度测量功能的大地测量仪的位置确定方法，所述大地测量仪尤其是经纬仪或全站仪(1)，所述位置确定方法包括由可测的参考点(A-G)构成的参考点集，这些参考点(A-G)的位置在外参考系中是已知的，并且所述位置确定方法包括-确定大地测量仪与基准点集中的基准点(P1-P7)的相对位置，这是通过分别测量所述大地测量仪相对这些基准点的距离和至少一个角度作为基准参数来实现的，其中，所述基准参数是在与所述测量仪相关的参考系中确定的，并且所述基准点集和所述参考点集具有共同元素，-根据这些基准点(P1-P7)确定所述大地测量仪的在所述外参考系中的位置(S)，所述位置确定方法的特征在于，-由所述基准参数推导出这些基准点(P1-P7)的相互相对位置，以及-依据这些基准点(P1-P7)的所述相对位置实现所述共同元素的识别和对应。
2. 根据权利要求1所述的位置确定方法，其特征在于，所述共同元 素的所述识别和对应是在确定所述大地测量仪的位置(S)之前进行的。
3. 根据权利要求1所述的位置确定方法，其特征在于，所述共同元 素的识别和对应与所述大地测量仪的位置(S)的确定共同进行。
4. 根据权利要求1至3之一所述的位置确定方法，其特征在于，确 定所述基准点(PrP7)的相互相对间距。
5. 根据权利要求4所述的位置确定方法，其特征在于，在所述识别 和对应过程中，将这些基准点(PrP7)的相对间距与这些参考点(A-G) 的间距进行比较。
6. 根据权利要求1至5之一所述的位置确定方法，其特征在于，产 生表示这些基准点(PrP7)的相对排列的图形。
7. 根据权利要求6所述的位置确定方法，其特征在于，所述识别和对应是借助图像处理来进行的，尤其借助图形比较例如模板匹配来进行。
8. 根据权利要求6或7所述的位置确定方法，其特征在于，在识别 和对应过程中使所述图形围绕所述参考点(A-G)转动。
9. 根据权利要求1至8之一所述的位置确定方法，其特征在于，借 助图形优化来完成所述识别和对应。
10. 根据权利要求9所述的位置确定方法，其特征在于，这些基准 点(PrP7)的相对位置将通过基准点图形来表示，所述基准点图形包含 作为交点的基准点(PrP7)并且包含作为边的基准点(PrP7)的相对间 距；这些基准点(PrP7)的相对位置尤其是以包含基准点(PrP7)的所 有相互相对间距的完整基准点图形来表示。
11. 根据权利要求9或10所述的位置确定方法，其特征在于，这些 参考点(A-G)的相对位置将通过参考点图形来表示，所述参考点图形包 含作为交点的参考点(A-G)并且包含作为边的参考点(A-G)的相对间 距，这些参考点(A-G)的相对位置尤其是以包含参考点(A-G)的所有 相互相对间距的完整参考点图形来表示。
12. 根据权利要求10和11所述的位置确定方法，其特征在于，在所 述识别和对应过程中，尤其是通过査找法来识别这些基准点和参考点的 重合的边或树。
13. 根据权利要求12所述的位置确定方法，其特征在于，在识别重 合的边或树时，按照边的长度的顺序比较这些边。
14. 根据权利要求10至13之一所述的位置确定方法，其特征在于， 推导出所述图形的构架或最小构架。
15. 根据权利要求1至14之一所述的位置确定方法，其特征在于， 对这些基准点(PrP7)进行自动化检测和测量。
16. —种存储在能够由机器读取的载体上的计算机程序、或者一种 以电磁波形式呈现的计算机数据信号，所述计算机程序或所述计算机数 据信号包括用于尤其当该程序在计算机上运行时执行根据权利要求1至 15之一所述方法的程序代码。
全文摘要
在用于具有距离和角度测量功能的大地测量仪如全站仪(1)的位置确定方法中，确定大地测量仪与基准点集中的用反射器(2)标识的多个基准点(P₁-P_n)的相对位置，其做法是分别测量大地测量仪相对基准点的距离(D₁-D_n)和至少一个角度(_i-_n、θ₁-θ_n)作为基准参数，其中基准参数在与测量仪相关的参考系中被确定。针对由基准点(P₁-P_n)组成的基准点集和由其位置在外参考系中已知的可测参考点(A-G)的参考点集，识别共同元素，其中，由基准参数推导出基准点(P₁-P_n)的相互相对位置，并且依据基准点(P₁-P_n)的相对位置实现共同元素的识别和对应。在外参考系中的大地测量仪的位置(S)由共同元素及其在外参考系中的位置来确定。
文档编号G01C15/00GK101680758SQ200880015515
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月8日 优先权日2007年5月10日
发明者贝恩德·默勒 申请人:莱卡地球系统公开股份有限公司