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现代大型装备制造业的不断发展,对大尺寸测量手段有着迫切的技术需求。大尺寸空间测量面临着测量空间大、精度要求高、测量环境恶劣等问题,坐标测量作为基础支撑技术之一,其点位测量精度分析与误差表达,是一项十分重要的研究工作。本文结合现有的全站仪和经纬仪测量系统,从空间点位误差模型入手,用数值仿真的方法分析了空间三维坐标的测量误差,构建了空间点位误差椭球,建立了精度匹配模型,并通过实验验证了两套系统的实际测量精度,系统地探讨了空间点位精度的分析方法。 本文的主要研究内容有:介绍了全站仪和经纬仪测量系统的测量原理,根据Helmert点位误差表达式,用数学解析的数值仿真法分析了空间点位误差的分布情况,有效揭示了误差分布规律;为准确全面地表示点位误差在任意方向上的分布,推导相关公式,构建了全站仪和经纬仪测量系统的空间点位误差椭球模型,自定义设站位置,用MATLAB仿真得到了空间中部分点的误差椭球,显示了空间点位误差的不均匀性;为改善点位精度的不均匀性,借鉴常规测量中的观测要素精度匹配理论,推导了全站仪和经纬仪测量系统的精度匹配系数公式,为二者构建了精度匹配的数学模型,分析了各观测要素对精度匹配系数的影响;最后,在实验场条件下对全站仪和经纬仪测量系统进行了精度评定,基于重心点坐标和平均方向用轴对准法建立了现场坐标基准,评定了经纬仪测量系统的单站测量精度及其内外符合精度,并用高精度的经纬仪测量结果作为最或然值,评定了全站仪测量系统的坐标测量精度。