【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多站整体精密测量，具体涉及一种多站整体测量场空间非连续误差的显著性判别方法。
技术介绍
1、大型装备数字化制造技术快速发展，测量技术与制造工艺深度集成，亟需高精度、全域覆盖、实时连续测量数据为调姿反馈、工艺协同提供关键支撑。以激光跟踪仪为代表的单站测量系统只能实现逐点测量，效率低，与制造工艺集成能力差；同时，仅支持基于串行组网的测量空间拓展，存在误差累积效应，严重影响其测量性能。以多目视觉测量系统、室内gps为代表的多站整体测量场利用多台测站构建测量网络，具有全局统一的时间、空间测量基准，能够实现空间可拓展、网型可重构的多目标并行测量，在制造现场具有突出的应用潜力。
2、受限于多站多观测量交会测量原理，整体测量场精度控制问题更为复杂。由于单站测量范围和空间遮挡干扰等因素的影响，交会测量的约束关系持续变化，如图1中被测目标由“1+2”双站交会区域进入“1+2+3”三站交会区域，由“1+2+3”三站交会区域进入“2+3”双站交会区域，在单站观测误差、多站组网定向误差、网络构型等因素的影响下，多站整体测量误差表现出独有的空间非连续性，即空间位置测量误差在局部范围内产生不规则跳变，成为制约多站整体测量场性能的重要因素。
3、空间非连续误差产生于多站多观测量约束关系变化时，与随机误差具有相似特征，具有较强的隐蔽性，且无法通过现有的误差模型分析方法进行有效控制，需要进行显著性分析。当其相较于随机误差表现为显著时，需要对其进行补偿；当其相较于随机误差不显著时，无需对其进行补偿。因此，空间非连续误差的显著性
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多站整体测量场空间非连续误差的显著性判别方法。
2、本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
3、一种多站整体测量场空间非连续误差的显著性判别方法，其特征在于：首先，提出非连续误差的显著性判别准则：若连续两次位置测量的误差椭球分布不存在空间交叠，则空间非连续误差相较于随机误差是显著的，可观测的；若连续两次位置测量的误差椭球存在空间交叠，则空间非连续误差湮没在随机误差中，不显著，不可观测；其次，提出基于上述准则的显著性判别方法。
4、所述判别方法的步骤为：
5、s1、确定两次坐标测量的空间非连续误差：针对连续两次坐标测量过程，当两次测量时的测站组合发生变化时，基于各测站观测量和多站交会测量模型得到两次空间坐标的观测值，进一步考虑两次坐标参考值，从而得到两次坐标测量误差，后序测量与前序测量的误差差值即为空间非连续误差，可表示为两次坐标测量值之差减去两次坐标参考值之差，其中，坐标参考值之差可由速度观测值与两次测量的时间戳得到；
6、s2、确定坐标测量不确定度误差椭球：分别计算不同测站组合下两次测量的坐标测量不确定度，对不确定度矩阵进行特征值分解，特征向量即为坐标误差椭球的三个轴，特征值即为三个轴向半径；
7、s3、计算空间非连续误差显著性判别阈值：利用两次测量结果确定单位方向向量，将两次坐标测量的误差椭球三轴向方向向量投影，得到投影长度，两投影长度之和的二倍即为空间非连续误差显著性判断阈值，空间非连续误差大于阈值时，认为其显著，需要进行补偿；反之，认为其不显著，无需进行补偿。
8、而且，所述s1具体为：
9、s101：设相邻两点pi和pi+1，各测站观测量分别为ai_1，ai_2，…，ai_n和ai+1_1，ai+1_2，…，ai+1_n，根据多站多观测量交会模型xi＝f(ai_1，ai_2，…，ai_n)得到pi和pi+1的坐标测量结果分别为xi＝(xi，yi，zi)和xi+1＝(xi+1，yi+1，zi+1)，其坐标参考值分别为和则两点的坐标测量误差表示为：
10、
11、s102：计算得到关于两点的坐标测量空间非连续误差δe：
12、δe＝ei+1-ei。
13、而且，所述s2具体为：
14、s201：由于不同测站的观测量a相互独立且服从均值为0，方差为σ2的正态分布，因此，将不确定度ua表示为：
15、
16、s202：根据测量模型及不确定度传播规律分别计算两次坐标测量不确定度ui和ui+1：
17、
18、s203：对ui进行特征值分解得到如下关系：
19、
20、其中：μ、v和η分别为正交单位特征向量；
21、u2(μ)、u2(v)和u2(η)分别为与特征向量对应的特征值；
22、s204：误差椭球的三个对称轴分别平行于三个特征向量，三个轴向的半径r表示为ku(μ)、ku(v)及ku(η)，其中k＝2.8。
23、而且，所述s3具体为：
24、s301：设pi和pi+1两点连线的单位方向向量为n＝[nx ny nz]，则误差椭球沿三个方向向量的投影表示为：
25、
26、则非连续误差显著性判断阈值ethreshold表示为：
27、ethreshold＝2·(||ri||2+||ri+1||2)
28、s302：当δe＞ethreshold时，空间非连续误差显著；反之，空间非连续误差不显著。
29、本专利技术的优点和有益效果为：
30、本专利技术多站整体测量场空间非连续误差的显著性判别方法，可以实现对空间非连续误差显著性的实时分析，当非连续误差显著时，可基于冗余观测信息对其进行有效补偿，提升多站整体测量性能。
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1.一种多站整体测量场空间非连续误差的显著性判别方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的多站整体测量场空间非连续误差的显著性判别方法，其特征在于：所述判别方法的步骤为：
3.根据权利要求2所述的多站整体测量场空间非连续误差的显著性判别方法，其特征在于：所述S1具体为：
4.根据权利要求2所述的多站整体测量场空间非连续误差的显著性判别方法，其特征在于：所述S2具体为：
5.根据权利要求2所述的多站整体测量场空间非连续误差的显著性判别方法，其特征在于：所述S3具体为：
【技术特征摘要】
1.一种多站整体测量场空间非连续误差的显著性判别方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的多站整体测量场空间非连续误差的显著性判别方法，其特征在于：所述判别方法的步骤为：
3.根据权利要求2所述的多站整体测量场空间非连续误差的显著性判...
【专利技术属性】
技术研发人员：史慎东，邾继贵，林嘉睿，任永杰，邓睿，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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