一种手机控制CCD 3D导线测记算的技术方法

摘要

本发明公开了一种手机控制CCD 3D导线测量的技术方法。该发明是针对三维导线测量，首先得已知至少两个坐标点及位置；然后利用手机控制CCD对待测目标点进行单片摄影，同时，利用手机自带的电子罗盘测量出待测方向的方位角以及点位倾角；此外，还要知道定长花杆长度，手机拍照的焦距，以及手机的仪高；最后利用单片摄影测量原理和无定向导线测量原理完成导线测量的内业计算，实现导线测量的测、记、算一体化，最终求得待求点的三维坐标值。

权利要求

1.一种手机控制CCD 3D导线测记算的技术方法，其特征是：利用手机控制CCD摄影，对目标点进行单片摄影，完成导线测量，实现导线测量的测、记、算一体化，最终求得待求点的三维坐标值；具体过程表达为：(1)绘制一个手机控制CCD 3D导线测量数据记录表，在测量过程中，随时记录一些有用数据；求得并记下手机拍照时焦距f，量取手机镜头中心到地面已知坐标点的高度h，记录定长花杆的长度h0，通过手机自带的电子罗盘读取待测点的倾角β和磁方位角α；

(2)利用相似三角形原理，求得手机镜头中心到待测目标点的斜距l，其中，a为定长花杆在照片上的像素；

(3)利用模型① 其中，(ΔX，ΔY，ΔZ)为三维坐标增量，α为磁方位角，β为倾角；

(4)利用已知坐标点A(XA，YA，ZA)，通过模型② 其中，(X，Y，Z)为待求点的坐标值，就可求算出待求点的三维坐标值；

(5)根据无定向导线测量平差原理对计算数据进行平差换算，求得最佳坐标值。

说明书

一种手机控制CCD 3D导线测记算的技术方法

一、技术领域

[0001] 本发明涉及一种三维导线测量方法，特别是一种手机控制CCD 3D导线测记算的技术方法。二、技术背景

[0002] 针对测绘作业中的导线测量，传统方法往往采用全站仪测量、水准仪测量、经纬仪加钢尺测量等，虽说测量精度较高，但在实际操作和工程测量中存在着很多麻烦与不足，具体体现在：

[0003] ①传统测绘仪器操作能力要求较高，测量技巧专业水平也较高，必须配备专门的测绘工作人员；

[0004] ②采用传统的测绘仪器测量，携带、搬站不便，消耗大量的人力物力，且效率较低；

[0005] ③传统测绘仪器进行测量，只能短期保存测量数据信息，不能长久保存视觉资料。

[0006] 由于摄影测量的发展，在很大程度上改变了传统的测量思路和方法。我们利用手机单片摄影测量，实现导线三维测量工作，是一个很大的创新和突破，在很大程度上解决了传统测绘仪器测量带来的麻烦与不便。三、发明内容

[0007] 为了克服传统导线测量存在的不足，现利用普通的单片摄影测量技术，通过手机控制CCD镜头进行单片摄影，实现三维导线测量。

[0008] 本发明是这样实现的：

[0009] 首先得已知至少两个坐标点及位置；然后利用手机控制CCD对待测目标点进行单片摄影，同时，利用手机自带的电子罗盘测量出待测方向的方位角以及点位倾角；此外，还要知道定长花杆长度，手机拍照的焦距，以及手机的仪高；最后利用单片摄影测量原理和无定向导线测量原理完成导线测量的内业计算，实现导线测量的测、记、算一体化，最终求得待求点的三维坐标值。

[0010] 本发明具有以下优点：

[0011] ①无需专门学习测绘专业仪器操作，只需简单学习测量方法和测量思路即可完成导线三维测量。

[0012] ②采用手机控制CCD进行摄影测量，设备轻便、灵活，减少了大量的人力物力。

[0013] ③采用手机摄影进行导线测量，可以拍摄测量目标的照片，能够实现永久图像保存。四、附图说明：

[0014] 下面结合附图和对本技术方法进一步说明。

[0015] 图1是手机控制CCD 3D导线测量的路线示意图。

[0016] 图2是手机控制CCD 3D导线测量的测量及解算原理示意图。五、具体实施方式：

[0017] 1、如图1所示，首先明确已知的坐标点A(XA，YA，ZA)和C(XC，YC，ZC)的位置，并设计从已知点到待测点的测量路线，绘制测量关键数据的记录表格；

[0018] 2、在某个已知坐标点上架设手机，并量取手机镜头中心到地面已知坐标点的高度h；

[0019] 3、在待测目标点上竖直立一根定长花杆，其中，花杆长度为h0；

[0020] 4、用手机瞄准待测点上的花杆，进行正直摄影，保证待测点上花杆能够完全出现在照片中，并通过手机自带电子罗盘读取待测方向的方位角α以及到待测点的竖直倾角β；

[0021] 5、如图2所示，首先，利用相似三角形原理，求得手机镜头中心到待测目标点的斜距l，其中， 其次，利用模型① 其中，(ΔX，ΔY，ΔZ)为三维坐标增量，α为磁方位角，β为竖直倾角；然后，利用已知坐标点A(XA，YA，ZA)，通过模型②其中，(X，Y，Z)为待求点的坐标值，就可求算出待求点的三维坐标值；

[0022] 6、粗略求得各待测点的坐标值后，根据无定向导线测量平差原理对计算数据进行平差换算，求得各个待测点的最佳三维坐标值(X，Y，Z)。