论文总字数：34000字

摘 要

针对房地一体管理系统的建设的现实需求，在不同地势条件下的高精度房地一体测量已经成为亟待解决的问题。目前房屋和土地的测量主要用直接测量法，如利用皮尺测量，但受到测量过程复杂、测量效率低等因素的制约。惯性系统具有自主性强，隐蔽性好的特点。因此，本文对纯惯性测量技术和惯性系统/激光测距仪组合定位技术进行研究。

本文的主要研究工作包括以下几个方面：

1、对惯性测量系统寻北方案进行了研究，推导了水平面内y向陀螺的输出模型；对水平状态和倾斜状态下的二位置寻北和四位置寻北原理进行了详细讨论，并通过设置不同参数进行仿真，分析了不同因素对寻北精度的影响；综合测量效率和定位精度，选择四位置寻北方案进行系统寻北。

2、介绍了惯性测量系统的定位原理，并对纯捷联工作状态下的惯性测量系统定位方法进行了仿真，分析了静基座下的东向、北向定位误差以及姿态误差。研究了基于惯性系统/激光测距仪的组合定位方法，给出了根据控制点坐标、激光测距仪测得的距离以及初始姿态信息计算待测点坐标值的坐标转换关系，并将两种定位技术进行对比。

3、利用实验室现有装置，开发了基于PC104的数据采集系统，对纯惯性定位测量技术和组合测量技术进行实验验证。实验结果表明，纯捷联惯性定位的误差较大，在不经误差修正的情况下不适用于房地一体调查；惯性系统/激光测距仪组合定位方法的定位误差相对较小，进行中短距离测量时定位精度较高，可以满足房地一体调查的高精度要求。

关键词：房地一体调查，惯性系统寻北，数据采集，纯惯性定位，惯性/激光测距仪组合测量

RESEARCH ON THE COMBINED MEASUREMENT TECHNOLOGY

FOR REAL ESTATE

Abstract

Aiming at the realistic demand for the construction of the real estate integration management system, measuring at a high precision in different terrain conditions has become a problem to be solved. At present, the houses and land are measured directly. But they are restricted by complicated process and low measuring efficiency and other factors. Concealment of the inertial system has strong autonomy and is good at hiding. Therefore, a pure inertial positioning technology and inertial system/laser rangefinder combination location technology are presented in this paper.

Several aspects of the main research included in this paper are as follows:

1. On the basis of the two kinds of positioning measurement technology, the inertial measurement system for the north-seeking has been studied in this paper. The plan was deduced to y gyro output model. Two position north-seeking and four position north-seeking principle in horizontal and inclined state are discussed in detail, and the simulation is carried on by setting different parameters. The influence of different factors on the north found precision is also analyzed. Comprehensive measuring efficiency and precision, four location search system is chosen to find north.

2. Positioning principle of the inertial measurement system is introduced and the pure strap down inertial measurement system of the locating methods is simulated and analyzed under the static base of east, north to position error and the posture error. The combination positioning method based on the inertial system/laser rangefinder is studied. The control point coordinates, a laser range finder measured distance as well as the initial posture information calculating the coordinates of the measured points to coordinate transformation relation is given. In the end, the two positioning technology is compared.

3. Using the existing laboratory device, data acquisition system based on PC104 is developed and the pure inertial positioning technology and combination of measurement technology for experimental are verified. The experimental results show that the pure strap down inertial positioning error is large, it does not apply to real estate integrated survey without error correction. The positioning error of inertial system/laser rangefinder combination positioning method is relatively smaller. So if it is for medium and short distance measurement, the positioning accuracy is higher, and it can satisfy the precision requirement of real estate integrated survey.

KEY WORDS: research for real estate，north-seeking of the inertial system，data acquisition，inertial positioning，inertial system/laser rangefinder combination location technology

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1本文研究的意义 1

1.1.1 房地一体登记调查的概念 1

1.1.2 房地一体登记调查的重要性 1

1.1.3房地权籍测量技术的现状 2

1.2 国内外研究现状 3

1.2.1 光纤陀螺的研究现状 3

1.2.2 捷联惯导系统的研究现状 3

1.2.3 光纤陀螺寻北的研究现状 4

1.2.4 惯性定位的研究现状 4

1.3本文研究内容及章节安排 5

第二章 基于光纤陀螺的惯性系统寻北 6

2.1常用坐标系及转换关系 6

2.1.1常用坐标系介绍 6

2.1.2载体坐标系与地理坐标系间的转换关系 7

2.2惯性系统寻北原理 8

2.2.1 光纤陀螺的工作原理 8

2.2.2 惯性系统寻北下y轴陀螺输出模型 9

2.3二位置寻北方案 10

2.3.1水平状态下二位置寻北原理 10

2.3.2水平状态下二位置寻北仿真 10

2.3.3倾斜状态下二位置寻北原理 12

2.3.4倾斜状态下二位置寻北仿真 12

2.4四位置寻北方案 13

2.4.1水平状态下四位置寻北原理 13

2.4.2水平状态下四位置寻北仿真 14

2.4.3倾斜状态下四位置寻北原理 16

2.4.4倾斜状态下四位置寻北仿真 16

2.5 寻北方案选择 17

2.6 本章小结 18

第三章 面向房地一体调查的定位方法研究 19

3.1 基于惯性测量系统的捷联定位技术原理 19

3.1.1姿态更新算法 19

3.1.2速度更新算法 20

3.1.3位置更新算法 21

3.2 静基座捷联惯性测量技术定位仿真 21

3.2.1 初始化参数设置 21

3.2.2 惯性传感器仿真数据生成 22

3.2.3 纯惯性测量性能仿真分析 23

3.3惯性系统/激光测距仪组合定位技术 26

3.3.1 激光测距原理 26

3.3.2 基于激光测距的坐标转换 26

3.4 本章小结 27

第四章 面向房地一体的测量技术实验验证 28

4.1 实验装置介绍 28

4.2 基于PC104的数据采集系统 28

4.3 基于纯捷联解算的惯性测量实验 29

4.4 基于惯性系统/激光测距仪组合定位实验 31

4.5 本章小结 33

第五章 总结与展望 34

致 谢 35

参考文献（References） 36

第一章 绪论

1.1本文研究的意义

1.1.1 房地一体登记调查的概念

房地一体原则是指将建筑物的所有权或者使用权进行转让、抵押时，要一起转让、抵押占用范围内的土地使用权或者使用权^[1]。这个原则既不判定房屋附属于土地或者土地附属于房屋，也不判定房屋和土地是是属于独立物质所有权的客体，而是认为房屋与土地是一个物权内的整体。

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