1.一种异形钢塔节段姿态快速定位测量方法,其特征在于,包括:S1、在工厂内根据结构几何形态进行节段几何特征点及测控点布局;构建临时坐标系并采集几何形态特征点的坐标数据;所述特征点包括:所述节段上端口控制点 下端口控制点 节段上端口轴心点O U 、节段下端口轴心点O L ;所述测控点为临近节段上端口预设距离处布设的三个测点P 1 ~P 3 ;所述特征点及测控点均布设在节段外壁板相交处;S2、构建第一局部坐标系;根据P 1 ~P 3 三点获取临时坐标系与第一局部坐标系传递关系;S3、节段架设完毕后构建大地坐标系以及第二局部坐标系;根据P 1 ~P 3 三点获取大地坐标系与第二局部坐标系传递关系;所述的第一局部坐标系(oxyz) F 和第二局部坐标系(oxyz) G ,原点位于P 1 点,其x轴方向由P 1 点指向P 2 点,其z轴方向为三个测点P 1 ~P 3 组成的平面的法方向,y轴按右手法则坐标系设置;S4、根据P 1 ~P 3 三点获取临时坐标系与大地坐标系传递关系;S5、根据上端口坐标在临时坐标系及大地坐标系之间的传递关系,获取节段几何形态特征点在大地坐标系下的坐标;将上端口轴心坐标与设计坐标对比判定节段定位状态。
2.如权利要求1所述的一种异形钢塔节段姿态快速定位测量方法,其特征在于,所述步骤S1基于测量误差椭圆曲线及随机分布特性,依据内点罚函数法寻找最优P 1 ~P 3 三点布局方案;所述步骤S1包括:在工厂内构建临时坐标系(OXYZ) F ,根据布局结果对所述节段几何特征点坐标进行采集。
3.如权利要求2所述的一种异形钢塔节段姿态快速定位测量方法,其特征在于,所述步骤S2,基于临近节段上端口处布设的三个测点P 1 ~P 3 ,构建第一局部坐标系(oxyz) F ;由P 1 ~P 3 三点获得临时坐标系(OXYZ) F 与第一局部坐标系(oxyz) F 转换关系。
4.如权利要求3所述的一种异形钢塔节段姿态快速定位测量方法,其特征在于,所述步骤S3包括:节段架设完毕后,构建大地坐标系(OXYZ) G ,确定所述P 1 ~P 3 三点在大地坐标系下的坐标值;并根据P 1 ~P 3 三点构建第二局部坐标系(oxyz) G ;由P 1 ~P 3 三点获得大地坐标系(OXYZ) G 与第二局部坐标系(oxyz) G 转换关系。
5.如权利要求4所述的一种异形钢塔节段姿态快速定位测量方法,其特征在于,所述步骤S4,包括:根据P 1 ~P 3 三点获取临时坐标系与大地坐标系传递关系,对于上端口任一点其 据此获取临时坐标系与大地坐标系之间传递关系。
6.如权利要求5所述的一种异形钢塔节段姿态快速定位测量方法,其特征在于,所述步骤S5包括:基于加权评定或6D最优空间姿态推算的方式建立P 1 ~P 3 三点与上端口轴心点的关系,将上端口轴心坐标与设计坐标对比判定节段定位状态。
7.如权利要求3所述的一种异形钢塔节段姿态快速定位测量方法,其特征在于,所述的由P 1 ~P 3 三点获得临时坐标系(OXYZ) F 与第一局部坐标系(oxyz) F 转换关系,包括:根据公式(1)的转换关系将所述节段上任一实测特征点坐标由临时坐标系(OXYZ) F 变换至第一局部坐标系(oxyz) F ;公式(1)中R F 及T F 分别为由临时坐标系为(OXYZ) F 变换至第一局部坐标系(oxyz) F 的旋转矩阵及平移向量, 为第一局部坐标系中的坐标值, 为临时坐标系中的坐标值;计算方法见公式(2);公式(2)中X P1F 、Y P1F 、Z P1F 为坐标系(oxyz) F 的原点P 1 在(OXYZ) F 坐标系中的坐标; 为坐标系(oxyz) F 的x轴、y轴、z轴在(OXYZ) F 坐标系中的单位坐标向量,其中,i、j、k表示单位向量 在坐标系(OXYZ) F 的x轴,y轴,z轴的分量;计算方法见公式(3);公式(3)中 及 均由P 1 ~P 3 点在(OXYZ) F 坐标系中的坐标计算得来。
8.如权利要求4所述的一种异形钢塔节段姿态快速定位测量方法,其特征在于,所述的由P 1 ~P 3 三点获得大地坐标系(OXYZ) G 与第二局部坐标系(oxyz) G 转换关系,包括:根据公式(4)的转换关系将所述节段上任一实测特征点坐标由大地坐标系为(OXYZ) G 变换至第二局部坐标系(oxyz) G ;公式(4)中R G 及T G 分别为由大地坐标系为(OXYZ) G 变换至第二局部坐标系(oxyz) G 的旋转矩阵及平移向量, 为第二局部坐标系中的坐标值; 为大地坐标系中的坐标值;其计算方法分别见公式(5)、(6),其中 及 均由P 1 ~P 3 点在(OXYZ) G 坐标系中的坐标计算得来;公式(5)中X P1G 、Y P1G 、Z P1G 为坐标系(oxyz) G 的原点P 1 在(OXYZ) G 坐标系中的坐标; 为坐标系(oxyz) G 的x轴、y轴、z轴在(OXYZ) G 坐标系中的单位坐标向量,其中,i、j、k表示单位向量 在坐标系(OXYZ) G 的x轴,y轴,z轴的分量;
9.如权利要求5所述的一种异形钢塔节段姿态快速定位测量方法,其特征在于,对于上端口任一点其 据此获取临时坐标系与大地坐标系之间传递关系,包括:根据P 1 ~P 3 三点获取临时坐标系与大地坐标系传递关系,获取节段几何形态特征点在大地坐标系下的坐标,见公式(7);公式(7)中,所述 为大地坐标系中的坐标值; 为临时坐标系中的坐标值; 及T G 分别为由大地坐标系为(OXYZ) G 变换至第二局部坐标系(oxyz) G 的旋转矩阵的逆矩阵及平移向量;R F 及T F 分别为由临时坐标系为(OXYZ) F 变换至第一局部坐标系(oxyz) F 的旋转矩阵及平移向量。