ATR自动目标识别及定位精度研究

河海大学

毕业论文

ATR自动目标识别及定位精度研究

专业年级98测量一班

学生姓名衣冰、廖晟、张福

指导教师黄腾

陈光保

评阅人

2002年６月

目录

前言 (2)

第一章ATR的使用意义及介绍 (3)

§１，１工程建筑物安全监测自动化的意义 (3)

§１，2 ATR自动目标识别及定位精度研究的意义 (3)

§１，３TCA2003全站仪简介 (4)

§1，4 ATR自动目标识别及定位 (5)

1，4，1原理简介 (5)

1，4，2精确定位 (5)

1，4，3 ATR测量的过程 (7)

1，4，4 目标跟踪反馈环 (7)

1，4，5目标跟踪 (8)

§1，5自动观测软件 (8)

1，5，1自动观测软件简介 (8)

1，5，2操作步骤 (9)

第二章ATR外业实验部分 (11)

§2，1网形的选择 (11)

§2，2实验的具体步骤 (12)

2，2，1 ATR测角及观测成果 (12)

2，2，2人工测角及观测成果 (31)

2，2，3边长反算角度 (35)

第三章数据处理及精度分析 (37)

§3，1边长反算角度 (37)

§3，2成果比较及精度分析 (39)

§3，3.精密测角的误差影响 (42)

§3，4.测量时的具体情况 (42)

§3，5 TCA2003 (43)

第四章外文资料及翻译 (46)

第五章结语 (51)

前言

随着科学技术的发展，测量行业在技术和仪器上都有了长足的发展，给这个行业带来了勃勃生机和前进力量。ATR技术就是电子技术和自动化技术不断发展的结果。全站仪是智能型测量仪器，被誉为测量机器人。它利用自控马达和CCD相机来完成搜索目标、精确照准和自动观测三个过程，来实现自动测量。本实验使用TCA2003全站仪和开发的自动测量程序，进行多种情况下（不同距离、不同大气环境等）的自动观测实验，并且与人工测量和精密测边反算角度作比较，来评定ATR的测量精度，并寻求高精度的ATR观测条件。并得出相应结论，供今后使用查询。

关键词：

ATR 全站仪精度分析自动观测TCA2003

第一章ATR的使用意义及介绍

１，1工程建筑物安全监测自动化的意义

工程建筑物从施工开始到竣工，以及建成后整个运营期间都要进行安全监测。这是因为在这一过程中，建筑物的几何变形是不可避免的。如果变形在一定限度之内属正常现象，一旦超过了某一限度，就会危及建筑物的安全。因此，在工程测量的实践和科学研究活动中，安全监测占有重要的位置。

通过工程建筑物的安全监测，我们可以检查工程建筑及其基础的稳定性，及时掌握变形情况、发现问题，以便采取措施；还可以更好地理解变形的机理，验证有关工程设计的理论和经验公式，以及建立正确的预报变形的理论和方法。此外，通过安全监测，还可以对工程建筑物的质量给予恰当的平定。

随着电子技术的飞速发展和计算机的广泛应用，变形监测自动化越来受到人们的重视。它满足了对工程建筑物的系统管理，满足了那些难于实施人工监测项目的观测工作及对构筑物在日常工作状态时进行迅速和准确的安全分析需要。监测的自动化可以大大减轻变形监测工作的劳动强度，节省人力；而且资料采集和处理的速度快，观测资料的同步性较高。

1，2 ATR自动目标识别及定位精度研究的意义

Lecia TCA系列全站仪为智能型测量仪器，被誉为测量机器人。它利用自控马达和CCD相机来完成搜索目标、精确照准和自动观测三个过程。通过应用其特色的自动目标识别、和自动观测，以及其便捷的数据后处理，可以实现自动化监测，提高工作效率。

对ATR自动目标识别及定位精度的研究，我们以南京长江第二大桥施工控制网作为实验场，用TC2003/TCA2003两台全站仪和开发的自动测量程序，进行人工和自动观测，旨在评定出人工与ATR的测量精度，寻求高精度的ATR观测条件，如不同距离，不同大气环境。以及在特定条件下，如夜间，雨天，雾天等，人工无法观测时，ATR 是否能代替人工，成为全天候观测。这一系列研究对提高该仪器的测量精度，发挥ATR

的功能，扩大ATR的应用范围，应用领域，以及解放劳动力，增加劳动效率都具有十分重要的意义。

１，３TCA2003全站仪简介

TC2003/TCA2003全站仪

属于徕卡TPS1000系列。

TPS1000是速测仪（Tachymat）、

经纬仪（Theodolite）和全站仪

（Total station）定位系统

（Positioning Ststem）的缩写，

它把全站仪技术和计算机技术

合为一体，为用户提供了极具灵

活性的多种功能和广泛适用的

测量程序。

TPS1000系统位于望远镜

下的大型显示屏，一目了

然就能获取许多信息。键盘以及功能键，便于理解和方便输入。通用记录卡（MC）、大容量电池和内置应用程序保证所有可提供的部件集合于一体。TPS1000一旦安置好即可开机使用，不需要外接供电电缆和数据传输电缆。当然，外接数据记录装置、计算机或电池也可与仪器相连。

符合计算机工业标准的PCMCIA卡供记录数据和程序之用。其数据格式与以往或现在的徕卡全站仪、电子经纬仪都兼容，并允许与徕卡GPS系统进行数据交换。可单独提供应用程序，用户也可以自己编写程序。

TC2003/TCA2003高性能全站仪，在一些特性方面，与TPS1000系列中其它型号仪器有着显著的区别。其中三种工作指标已经提高：

1，角度测量精度0.5″

2，距离测量精度 1 mm+1ppm