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wMPS分布式空间测量定位系统性能分析与优化.pdf 138页
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天津大学博士学位论文
wMPS 分布式空间测量定位系统
性能分析与优化
The performance analysis and optimization
of the distributed workspace Measuring
and Positioning System
一级学科：仪器科学与技术
学科专业：仪器科学与技术
作者姓名：薛彬
指导教师：邾继贵 教授
天津大学精密仪器与光电子工程学院
二零一四年五月 万方数据 万方数据
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的
研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表
或撰写过的研究成果，也不包含为获得 天津大学 或其他教育机构的学位或证
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签字日期：
日 万方数据 万方数据
分布式空间测量定位系统wMPS(workspace Measuring and Positioning System)
是基于多站空间约束的新型大尺度空间坐标测量方法，它多站组网的测量方式使
其扩展测量空间的同时原理上不损失测量精度。相比全站式测量系统，其性能优
势源自分布式空间网络结构，即空间网络结构性能是直接影响系统性能优势的关
键。本文以分析和优化wMPS
性能为主题，从网络结构角度考虑该系统，抽象
出分布式空间网络结构的三个要素，以此三要素为研究内容，对 wMPS
行了深入分析，并提出相关优化方法，且进行了实验验证。本文主要研究内容和
工作如下：
一．分析了wMPS 分布式空间测量定位系统的性能优势，抽象出网络节点、
网络布局和节点权重是构建稳定网络结构的三个要素，并以此为主要内容展开分
析与讨论。
二．针对网络节点（单发射站）的旋转激光扫描测量特点，首次利用矩阵扰
动分析理论对其进行了严格分析，指出两激光平面扫描角度差唯一决定单发射站
的观测性能，为单发射站优化应用提供了理论指导，为优化装调扫描激光器倾角
提供了理论依据。
三．针对网络布局问题，引入不适定测量概念，指出其中的病态测量对应于
网络布局奇异，且 wMPS
测量矩阵条件数是衡量布局奇异程度的量化指
标，分析推导了条件数与测量均方误
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