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机载LIDAR系统误差分析与检校方法研究
作 者: 刘磊
导 师: 郑作亚
学 校: 山东科技大学
专 业: 大地测量学与测量工程
关键词: LIDAR IMU GPS 检校 误差模型
分类号: TN958.98
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
机载LIDAR(Light Detection And Ranging)是一种主动式对地观测系统,它是激光测距技术、计算机技术、动态差分GPS定位技术、高动态载体姿态测定技术迅速发展的集中体现,具有控制测量依赖性少、受天气影响小、自动化程度高、成图周期短等特点,可能为测绘行业带来一场新的技术革命(刘经南,2002)。由于LIDAR系统在快速三维信息获取、森林精准计测、城市三维建模等方面具有巨大优势。欧美发达国家已相继研制出多种型号机载LIDAR,但国内研究起步较晚,距国际水平还有很大差距。因此,迫切需要突破相关关键技术,研制具有自主知识产权的高精度机载LIDAR系统。本文从组成机载LIDAR系统不同部件的误差产生机制出发,主要讨论了机载LIDAR系统的误差及检校方法,具体内容如下:1.详细讨论了机载激光雷达测量系统的各种误差源,包括测距误差、测角误差、GPS定位误差、姿态测量误差、系统集成误差等,并详细推导了各项误差模型,定量分析了各项误差对激光脚点坐标的影响。由分析结论可知进行误差检校的必要性。2.针对激光扫描仪自身的测角、测距误差分别提出了相对静态检校法、绝对静态检校法进行检校,建立了测角、测距误差的改正模型。通过试验验证了这两种方法的可行性,并给出了精度评价。3.针对机载LIDAR系统存在的安置角误差,本文提出了利用地面控制点反求系统安置角的方法,根据最小二乘原理推导了求解系统安置角的几何模型。通过试验验证了该方法的可行性,并给出了精度评价。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-11 1 绪论 11-18 1.1 研究背景 11-12 1.2 机载激光雷达的应用 12-14 1.3 国内外研究现状 14-17 1.4 本文主要研究内容 17-18 2 机载激光雷达测量系统简介 18-33 2.1 机载激光雷达测量系统组成 18-24 2.2 机载激光雷达扫描 24-26 2.3 机载激光雷达对地定位几何原理 26-27 2.4 坐标系统 27-28 2.5 坐标系统之间的转换 28-33 3 机载激光雷达测量误差分析 33-44 3.1 机载激光雷达测量误差来源 33-36 3.2 机载激光雷达测量误差模型 36-38 3.3 机载激光雷达测量误差模拟与分析 38-44 4 机载激光雷达测量单机检校 44-54 4.1 测角误差校正 44-49 4.2 测距误差校正 49-54 5 机载激光雷达测量集成检校 54-64 5.1 地对地检校场的设计 54-57 5.2 系统安置角求解模型 57-59 5.3 系统安置角求解算例 59-64 6 总结与展望 64-66 6.1 总结 64 6.2 展望 64-66 致谢 66-67 参考文献 67-70 攻读硕士期间发表论文及参加项目情况 70
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达:按体制分 > 光学定位雷达、激光雷达
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