三点法被动定位误差分析及修正

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GPS定位系统在测绘中的误差与校正方法

GPS定位系统在测绘中的误差与校正方法

GPS定位系统在测绘中的误差与校正方法导言随着科技的不断发展,全球定位系统(GPS)在测绘领域中扮演着越来越重要的角色。

然而,由于多种原因,GPS定位系统在测绘过程中可能存在一定的误差。

了解这些误差以及相应的校正方法对于确保测绘结果的准确性至关重要。

误差来源GPS定位系统在测绘过程中的误差可能来自多个方面,包括天线高度、大气延迟、多径效应、钟差、轨道误差等等。

这些误差源可以归结为系统误差和随机误差两类。

系统误差是由于GPS系统本身的特点或者用户设备的特殊性引起的,例如天线高度误差可能导致信号衰减,从而影响定位精度。

解决系统误差主要依赖于设备的校正和改进。

随机误差是由于环境和人为因素而引起的不可预测的误差。

这些误差通常是临时性的,难以完全避免。

然而,通过采用合适的数据处理方法和统计模型,可以在一定程度上减小随机误差对测绘结果的影响。

误差校正方法1. 信号补偿信号补偿是校正GPS定位系统误差的一种常见方法。

例如,大气延迟是导致定位误差的一个主要因素。

通过测量大气延迟并进行相应的补偿,可以显著提高定位精度。

这可以通过使用大气模型和天气观测数据来实现。

2. 数据处理技术数据处理技术对于校正GPS定位误差也起着至关重要的作用。

其中,差分定位是一种常用的技术。

差分定位利用有两个接收机,一个处于已知位置的参考站点,另一个处于测量位置的流动站点。

通过对两个接收机接收到的信号进行比较,可以得到一个差分修正值,从而消除了两个接收机之间的共同误差。

此外,数据滤波技术也可以被用来减小随机误差的影响。

数据滤波可以通过使用滤波器对收集到的数据进行处理,去除异常值和噪声,从而提高定位精度。

3. 多系统融合多系统融合是另一种校正GPS定位误差的方法。

目前,除了GPS系统外,全球导航卫星系统(GNSS)还包括其他系统,例如格洛纳斯(GLONASS)和伽利略(Galileo)。

通过使用多个系统提供的定位信息,可以显著提高定位精度并减小误差。

三坐标测量机测量误差分析及补偿方法的研究

三坐标测量机测量误差分析及补偿方法的研究

三坐标测量机测量误差分析及补偿方法的研究摘要:20世纪60年代初,三坐标测量机(CoordinateMeasuringMachine,简称CMM)首次面市,这是一种精密的高效测量仪器。

三坐标测量级的技术基础是计算机,数控,电子技术的极大发展。

需求来源是由于数控机床以及零件形状复杂化而产生的配套测量设备的需求。

时至今日,三坐标测量机已经由简单的配套设备转变为加工控制设备。

在现如今的航天航空、汽车、机加工等行业中被广泛应用。

已成为现代工业检测和质量控制不可缺少的测量设备。

因此,使用好CMM,使其在生产中发挥其应有的作用,显得至关重要。

测量误差在工程实践中不可避免,让测量人员了解三坐标测量过程中的误差来源及如何消除误差,使测量值更接近于实际值,具有较强的工程实践意义。

关键词:三坐标测量机;测量误差;补偿方法作为精密测量仪器,三坐标测量机在产品设计、加工制造、检测等领域得到广泛的应用与推广。

但在实际的测量过程中,仍然会有测量误差的产生,如测头测针磨损、测量路径选择不当等因素。

因此,分析误差源并采取合适的补偿方法,是提高测量精度行之有效的途径。

1三坐标测量机误差分类根据误差特性的不同,可将误差分为准静态误差和动态误差。

准静态误差是指由于外界因素和自身结构引起的误差,而动态误差引起的原因是多方面的,会随时间变化而变化。

2三坐标测量机误差源分析2.1准静态误差源分析三坐标测量机静态误差的原因是多方面的,如测量环境的温度、湿度、振动、机导向机构的运动、测头磨损,以及测量方法等不确定因素造成的。

2.2动态误差源分析三坐标测量机是一个由机体、驱动部分、控制系统、导轨支承、侧头部分、计算机及软件等组成的整体。

测量速度会随着测量任务的变化而经常性的变化,在测量过程中,会受到较大的惯性力。

由于三坐标测量机的运动部件和导轨是弱刚度性,因此运动部件会在惯性力的作用下产生偏转,测针会偏离正交位置并产生动态误差。

由于三坐标测量机的导轨支承的运动精度会随着三轴的移动速度变化而变化,在此过程中会伴随着测头接触力、测头等效半径和冲击力的变化,导致三坐标测量机的移动速度和逼近距离产生偏差,动态误差随之产生。

卫星导航系统的定位误差分析方法

卫星导航系统的定位误差分析方法

卫星导航系统的定位误差分析方法导航定位是现代科技中的一项重要技术,卫星导航系统是其中最常用和最准确的一种方法。

然而,由于各种因素的影响,导航定位结果不可避免地会存在一定的误差。

因此,对卫星导航系统的定位误差进行准确的分析和评估,对于了解其性能和改进算法具有重要意义。

卫星导航系统的定位误差来源于多个方面,主要包括卫星、接收机、大气层、地球自转等因素。

针对不同的误差来源,有不同的分析方法和修正技术。

首先,卫星导航系统的定位误差源于卫星的位置不确定性。

卫星的位置误差是导致定位误差的主要因素之一。

因此,在定位误差分析中,需要考虑卫星轨道的误差、钟差的误差以及卫星运动引起的各项误差。

针对这些误差,各个导航系统会采用不同的修正算法,如差分定位、精密星历、卫星轨道的插值等。

这些算法可以有效地降低卫星位置误差,从而提高导航定位的准确性。

其次,接收机本身的误差也会对导航定位结果产生影响。

接收机的硬件设计和信号处理算法的不同,可能导致接收机定位误差的差异。

为了准确评估接收机的定位误差,需要进行接收机性能测试和精度分析。

这可以通过与参考点的比较测试、信号质量分析、多路径误差补偿等方法来实现。

通过对接收机的性能进行评估,可以进一步明确接收机的误差来源,并采取相应的措施进行修正。

此外,大气层的影响也是导航定位误差的一个重要来源。

大气层会对无线电波信号的传播速度和路径产生影响,从而引入定位误差。

针对这一问题,可以通过多普勒频率的变化、电离层延迟等效应进行修正。

此外,大气层中的水汽含量、温度和空气密度等因素也会对导航定位结果产生影响。

因此,在定位误差分析中,需要考虑大气层的变化和模型,以便更准确地估计定位误差。

最后,地球自转也会对卫星导航系统的定位误差产生影响。

地球的自转会不断改变接收机所处的观测点的位置,从而导致起伏、切线偏差等误差。

为了准确分析定位误差,需要考虑地球自转对导航系统的影响,并进行相应的修正。

通常,通过使用地球模型、对卫星轨道和速度进行预测,可以对定位误差进行有效地补偿。

对三坐标测量机数据修正方法

对三坐标测量机数据修正方法

对三坐标测量机数据修正方法
三坐标测量机数据的修正方法主要有以下几种:
1. 环境修正:三坐标测量机数据受环境因素影响较大,如温度、湿度、气压等因素都会对测量结果产生一定的影响。

因此,在进行测量之前需要对环境进行修正,使其稳定在一个合理的范围内。

2. 仪器修正:三坐标测量机在使用过程中,可能会出现误差或漂移,导致测量结果不准确。

此时需要进行仪器修正,包括零点校准、补偿系数调整等操作,以确保测量结果的准确性。

3. 数据处理修正:三坐标测量机采集的数据可能存在噪声、干扰等问题,也需要进行数据处理修正。

常用的方法包括滤波、插值、平滑等操作,以提高测量数据的精度和稳定性。

4. 软件修正:三坐标测量机使用的软件也可能存在BUG或者算法不准确的问题,需要及时升级或者进行修正,以保证测量结果的准确性。

三坐标测量机的误差分析及其补偿

三坐标测量机的误差分析及其补偿
如图 2 示, 坐标系 ox y z 绕 x 轴有转角 Α后到达坐标系 ox y ′z ′, 则有转移矩阵A (Α) :
收稿日期: 1996- 03- 06 © 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
46
沈 阳 工 业 学 院 学 报 1997 年
1. 2 三坐标测量机测头位置误差表达式
式 (1) 对坐标平移和旋转的坐标变换可应用到三坐标测量机中各滑台的平移和转动误差 向绝对坐标系的转换.
图 3 坐标系 向坐标系 的变换
图 4 三坐标测量机的坐标变换示意图
在图 1 中的 X 、Y、Z 的滑尺上分别建立三个坐标系 、 、 , 且使三坐标测量机的测头
xp
y=
- ex y + A - M y m - ey y + A -
- ezy + A -
yp
(3)
z
- ex z
- ey z
zm - ezz
zp
式 (3) 中的各误差项均是以绝对坐标系原点为起点, 在单一运动方向上测量的, 其误差评定基
准是理想的坐标轴方向. 因此, 式 (3) 中的误差分量包含三个滑尺运动方向的相互垂直度误差.
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沈 阳 工 业 学 院 学 报 1997 年
x = x m - ex x - ey x - y m Ηx z (5)
y = y m - ex y - ey y
工作台数显装置为光栅尺, 误差测量装置和坐标值检定用双频激光干涉仪. 实验数据如表
2 所示.
表 2 测量数据
从实验中看出补偿后坐标值更接近于坐标检定值, 显示误差分别为 exm = 010479 mm , eym = - 010039 mm , 而补偿后坐标定位误差为 ex = 010038 mm , ey = 010005 mm.

三坐标测量机主要误差分析

三坐标测量机主要误差分析

三坐标测量机误差分析概述:三坐标测量机的静态误差来源主要有:三坐标测量机本身的误差,如导向机构的误差(直线、回转)、基准坐标系的变形、测头误差、标准量的误差;与测量条件相关联的各种因素引起的误差,如测量环境的影响(温度、尘埃等)、测量方法的影响以及一些不确定因素的影响等。

三坐标测量机的误差源纷繁复杂,很难将它们一一检测分离出来并加以修正,一般只修正那些对三坐标测量机精度影响比较大的误差源和那些比较容易分离的误差源。

目前研究最多的是三坐标测量机的机构误差。

生产实践中使用的三坐标测量机绝大多数是正交坐标系三坐标测量机,对于一般的三坐标测量机而言,机构误差主要是指直线运动部件误差,包括定位误差、直线度运动误差、角运动误差、以及垂直度误差。

三坐标测量机主要误差分析对三坐标测量机精度评定或实施误差修正,要以坐标测量机固有误差的模型为基础,其中,必须给出各误差项的定义,分析,传递及误差合成后的总误差。

所谓的总误差,在三坐标测量机的精度检定中,是指反映坐标测量机精度特性的综合误差,即指示精度,重复精度等:在三坐标测量机的误差修正技术中,则是指空间点的矢量误差。

机构误差分析三坐标测量机的机构特征,导轨对被它引导的部件限制五个自由度,测量系统控制运动方向上的第六个自由度,因此导向部件在空间的位置,由导轨及其所属的测量系统确定。

测头误差分析三坐标测量机的测头分为两种:接触式测头按其结构又分为开关式(又称触发式或动态发讯式)和扫描式(又称比例式或静态发讯式)两大类。

开关式测头的误差由开关行程,测头各向异性,开关行程分散性,复位死区等引起。

扫描式测头的误差由测力一位移关系,位移一位移关系,交叉耦合干扰等引起。

测头的开关行程为测头与工件接触至测头发讯,测头所偏摆的一段距离。

这是测头的系统误差。

测头的各向异性是开关行程在各个方向上的不一致性。

它是系统误差,但通常作随机误差处理。

开关行程的分解性指重复测量时开关行程的离散程度。

三点校正法原理

三点校正法原理

三点校正法原理三点校正法(Three-Point Method)是工程数学中一种常用的方法,用于确定函数的曲线拟合。

曲线拟合是在一系列数据点中寻找一个数学函数,它最好地适合于这些数据点。

曲线拟合可以用于多种用途,包括但不限于趋势分析、预测模型以及估算未知变量等。

三点校正法就是其中的一种方法。

三点校正法可以通过寻找一个在三个由已知数据点所确定的直线上最好适合曲线的函数,来实现曲线拟合。

这三个数据点通常都被看做是实验数据,来自于某一个实验或样品。

三点校正法常用于测量设备的校准以及化学分析仪器的校准中。

在这些情况下,实验数据代表的是已知测量值,而曲线拟合则是为了确定未知值的合理估计。

三点校正法的原理比较简单。

通过对三个已知数据点作出一条直线,我们可以得到一个函数,它可以用于估算该直线上任意一点的值。

然后基于这个函数,我们可以计算出每个数据点上的误差。

我们通过最小化这些误差来确定使得这个函数最适合于给定的三个数据点的系数。

具体地说,三点校正法的基本步骤如下:1. 根据三个已知数据点确定一条直线三个数据点通常都是实验数据,或者是从一些已知的理论模型中提取出来的数据。

这三个数据点可以任意地分布在图表上,唯一的限制是它们不能在同一条直线上。

因为在这种情况下,我们就无法确定唯一的曲线拟合了。

一旦三个数据点确定好了,我们可以通过线性回归或者其他方法来拟合一条直线。

一条直线可以用下面的式子表示:y = Ax + BA是直线的斜率,B是y轴截距。

2. 通过直线方程计算每个数据点上的误差一旦我们得到了直线的方程,我们就可以计算出每个数据点上的误差。

为了做到这一点,我们可以首先用已知数据点的坐标来代入直线方程,从而计算出预测值。

然后,我们可以直接用预测值减去实际值,从而得到误差。

3. 最小化误差一旦我们计算出了每个数据点上的误差,我们就可以将它们平方,并把它们加起来,得到总的误差平方和。

我们的目标是最小化这个平方和。

为了做到这一点,我们可以通过微积分来求解直线方程的系数,从而使得误差平方和最小。

三坐标测量机测量误差分析及补偿方法

三坐标测量机测量误差分析及补偿方法

231中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2020.11 (上)为了更好地对三坐标测量机测量的误差进行分析和研究,所以本文首先主要对三坐标测量机的含义以及测量原理进行了明确,其次,在多方面对三坐标测量机的测量误差展开分析,这样能够有效地提高分析的效果。

与此同时,在对三坐标测量机误测量误差展开分析时,主要从以下三个方面展开:第一是环境温度误差,第二是光栅误差,第三是装配误差,这三方面都能够有效的对测量误差进行分析,并且能够取得较好地效果。

本文还针对三坐标测量机测量误差的补偿方法展开了研究,在研究过程中,主要从两方面开展,第一是温度补偿法,第二式动态误差补偿法。

1 三坐标测量机的含义及测量原理三坐标测量机是属于当前时代发展背景下的新型高精度的测量仪器,相比传统的测量以及三坐标测量机,能够更加稳定地提高测量的效果,防止出现测量失误,并且能够提高测量的精准程度。

与此同时,本文针对三坐标测量机的测量原理也展开了研究和分析,可以明显地发现,三坐标测量机主要是通过坐标测量的原理来进行实物测量,首先,在生活中寻找需要测量的物体,并且将物体当中的几何元素提取出来,明确几何元素中的具体测量坐标,根据所寻找到的坐标展开集中测量。

在进行测量时,应当按照严格的测量标准来进行,主要测量几何元素的具体尺寸以及形状大小等。

截至目前,三坐标测量机已经逐渐广泛地应用在各大车间的测量过程中,并且取得了较好的效果,突破了传统测量方式的限制,在测量精准程度上做出了很大的提升。

2 三坐标测量机测量误差分析2.1 环境温度误差环境温度所产生的误差是影响三坐标测量机测量准确性的主要原因,由于外界的环境和温度是不固定的,会随着天气的变化以及季节的更替随时发生变化,所以,通过环境和温度所产生的误差也是相对较大的,外界的环境和温度会对测量产生一定的影响,如果这种影响没有及时地得到解决,将不利于三坐标测量机的有效测量。

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a c r c te efc so ra p  ̄u e,tr e ie t n,a r y ee e t n tlai n e r r , a d s n i g c u a y, h fe t fa r y a e r a g tdr c i o ra lm n s i sal t ro s o n wi gn
XU Fu,HUIJ n- i g,YU n u yn Yu ( olg f o si n ie r g C l eo u t E gn ei ,HabnE gn eigUnv ri e Ac c n ri n ie r iest n y,Habn1 0 0 ri 5 0 1,Helnja g i gin ,Chn ) o ia Abs r c :Th e ra — l me t a i g i o e t n l e hn q e o a sv a i g ta t r e ar y ee n sr ngn sac nv n i a c i u fp si e rngn .Ho v r t a o t we e ,i r n— s
第3 1卷第 9期
2 0 10年 9月




Vo . No 9 1 3l .
ACTA ARM AM ENTARI I
S p 2 0 e. 01
三 点 法被 动 定 位 误 差 分 析 及 修正
徐 复 ,惠俊 英 ,余 赘
( 尔 滨 工 程 大 学 水 声 工程 学 院 ,黑 龙 江 哈 尔 滨 1 0 0 ) 哈 5 0 1
摘 要 :三 点定 位 法是被 动测 距 的经典 方 法 , 在 短 基 线 阵条 件 下 , 际测 量 的结 果 往 往 不理 但 实 想。 为 了分 析各 种误差 对测 距 的影响 并提高 测距 精度 , 过理 论 分 析 和计 算 机 仿真 研 究 了相 同假 通 设条件 下基 阵孔径 、 目标 方位 、 安装 误 差和平 台摇 摆对 三点 法测 距 精度 的影 响 e a i g p a f r o h e r a — l me t a g n r t d e n h m e d e t a g rt m o e — f o r tn l to m n t r e a r y - e n s r n i g we e su i d a d t e a n m n l o ih c mp n e
s tn h ro sc u e y l te woa p c swa ic s e y b t h o ei a n l ssa d c m p trsm. ai g t e er r a s d b at rt s e t sd s u s d b oh t e r tc la ay i n o u e i u ain. Re e r h r s hss o t a h a gngp e iin i n e s l o rin lt h fe t e a r ya . lto s a c e u h w h tt e r n i r c so si v re yprpo t a o t e efc i ra p. o v e t r l h r c so ftme d ly e tma in i p c a gn ru e whi t e p e iin o i e a si t ske tun h n ig;te tm e d ly e t ain a c r c e o h i ea si to c u a y m
生误差 的补偿 和修 正方 法 。研 究结 果表 明: 时延 估计 精度 不变 时 , 阵 的有效孔 径 与测距 精度 成 在 基 反 比的关 系; 欲将 3 。 ≤1 0 扇 面测 距误 差 控制 在 1 % 以下 , 求 时延 测量 精度 控 制在 微 秒 量 0 ≤0 5 。 0 要
级; 中心 阵元 安装 误差对 不 同方 向 目标 测距精 度 的影 响亦 不 相 同。 误差 的补 偿和 修 正 方 法 能提 高 三点法被 动定位 的测距精 度 。 关键 词 :信 息处理 技术 ;短 基线 阵被 动测距 ;三点定 位法 ;时延差 误差 ;安装误 差 ;摇摆误 差
o h u d b n u e ft e r q r me to a gng a c r c sbetrt a fus s o l e e s r d i h e uie n fr n i c u a y i te h n 1 0% wh n te tr e e r e h ag tb a —
中 图分 类 号 : N 1 T 91 文 献标 志码 : A 文 章 编 号 : 0 01 9 f 0 0 0 —190 i C —0 3 2 1 ) 91 6 -5
Er o r r Ana y i nd Am e m e f Th e r y・ l m e s Pa sv ng ng l ss a nd nto r e Ar a e e nt s i e Ra i
g n c ur c s u u ly n ti a n r a p lc to sun e h c n roo h r b s —i ra i g a c a y i s al o de li e la p ia in d rt e s e a i fs ot a e l nea r y.I r e nod r t nay e te efc so a iuse r r n t e d sa c si t n d rn a i g a d i r v h a gn o a lz h fe t fv ro ro s o h it n e e tmai u i g rngn n mp o e t e r n i g o
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