第一章 绪论 1
1.1 需求背景 1
1.1.1 测绘需求 1
1.1.2 城镇测绘技术现状 1
1.2 机械陀螺经纬仪（全站仪） 4
1.2.1 机械陀螺经纬仪（全站仪）定向原理 4
1.2.2 机械陀螺经纬仪（全站仪）的发展 7
1.2.3 机械陀螺经纬仪（全站仪）定向方法 7
1.2.4 机械陀螺经纬仪（全站仪）的不足 9
1.3 光纤陀螺 10
1.3.1 光纤陀螺的发展 10
1.3.2 光纤陀螺的特点 11
1.3.3 光纤陀螺的应用 12
1.4 即插即用式光纤陀螺全站仪组合定向 12
1.4.1 技术难点 12
1.4.2 组合方案设计 13
1.4.3 技术特点及应用领域 14
第二章 组合定向的地理基础 16
2.1 地球自转 16
2.2 地球椭球 17
2.3 地球椭球的主要线和面 18
2.4 高斯平面坐标 19
2.4.1 投影方法 19
2.4.2 坐标系建立 21
2.5 方位角 21
2.5.1 方位角概念 21
2.5.2 不同方位角间关系 22
2.6 子午线收敛角 22
2.6.1 子午线收敛角公式 22
2.6.2 子午线收敛角计算精度 23
2.7 垂线偏差 25
2.7.1 垂线偏差的概念 25
2.7.2 垂线偏差值的获取 26
第三章 全站仪构造及主要轴系 28
3.1 全站仪概述 28
3.1.1 全站仪功能 28
3.1.2 全站仪组成 28
3.1.3 全站仪操作 30
3.2 水准管及电子微倾敏感器 30
3.2.1 水准管 30
3.2.2 电子微倾敏感器 31
3.3 全站仪的主要轴系 33
3.3.1 主要轴系关系 33
3.3.2 水准管轴垂直于竖轴的检验与校正 33
3.3.3 视准轴垂直于横轴的检验与校正 34
3.3.4 横轴垂直于竖轴的检验与校正 35
3.4 全站仪测角的电子补偿 35
3.4.1 视准轴误差补偿 36
3.4.2 横轴误差补偿 36
3.4.3 竖轴误差补偿 37
第四章 光纤陀螺定向原理及主要误差 38
4.1 光纤陀螺的基本原理 38
4.1.1 Sagnac效应 38
4.1.2 光纤陀螺的工作原理 40
4.2 光纤陀螺定向原理 41
4.3 光纤陀螺的误差 42
4.3.1 主要误差 42
4.3.2 光纤陀螺误差模型 44
4.4 光纤陀螺分类和产品 45
4.4.1 光纤陀螺分类 45
4.4.2 光纤陀螺产品 46
第五章 光纤陀螺全站仪组合定向原理 47
5.1 组合方法 47
5.1.1 安装方式 47
5.1.2 技术流程 48
5.1.3 操作方法 50
5.2 光纤陀螺输出值预处理 51
5.2.1 观测粗差的剔除 51
5.2.2 标度因数确定及温补 52
5.3 定向解算 54
5.3.1 观测方程的建立 54
5.3.2 全站仪竖轴方向的确定 55
5.3.3 全站仪视准轴坐标方位角计算方程 58
5.4 系统误差分析及处理 59
5.4.1 涉及的系统误差 59
5.4.2 安装误差近似取零的影响 60
5.4.3 水平度盘面方位角不水平的影响 62
5.5 偶然误差分析 64
5.5.1 地球自转角速度误差的影响 64
5.5.2 虚拟测站精度对定向精度的影响 66
5.5.3 光纤陀螺测量精度的影响 68
5.6 定向精确度 71
5.6.1 验前定向精确度 71
5.6.2 验后定向精确度 71
第六章 常参数出厂标定方法 73
6.1 常参数及标定条件 73
6.2 标定方法及解算 74
6.2.1 转台顺时针旋转 74
6.2.2 转台逆时针旋转 75
6.2.3 常参数计算 76
6.3 标定误差 77
第七章 即插即用式光纤陀螺全站仪组合的应用方法 80
7.1 GPS控制点布设 80
7.1.1 GPS概述 80
7.1.2 GPS控制测量 81
7.2 单点定向方式 83
7.2.1 前视设站法 84
7.2.2 后视设站法 85
7.3 在导线测量中的应用 89
7.3.1 自由导线加测方向 89
7.3.2 导线网加测方向 90
7.4 定向目标的设定与使用 93
7.4.1 定向目标的设定 93
7.4.2 定向目标的使用 94
7.5 城镇地籍测量中的光纤陀螺选型 94
7.5.1 城镇地籍测量 94
7.5.2 与地籍测量相适应的光纤陀螺等级 95
第八章 仪器试制及测试 98
8.1 硬件选型及开发 98
8.1.1 全站仪选型 98
8.1.2 光纤陀螺选型 98
8.1.3 电子手簿 100
8.1.4 陀螺电源开发 101
8.2 解算软件开发 103
8.2.1 软件整体功能 103
8.2.2 光纤陀螺串口数据获取 104
8.2.3 大文件的快速读入 105
8.2.4 异常处理 106
8.3 原理样机集成及常参数标定 108
8.3.1 原理样机集成 108
8.3.2 常参数实验室标定 109
8.4 应用测试 110
8.4.1 测站作业过程 110
8.4.2 实测验证 114
参考文献 118
附录 主要变量及符号释义 121