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车载摄影测量系统标校方法研究

作　者: 刘强
导　师: 李宗春
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: 移动测量 坐标系 转换 激光跟踪仪 POS精度
分类号: P23
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


本文的研究对象是车载摄影测量系统。本文的主题是探讨使用高精度激光跟踪仪对车载摄影测量系统POS定位定姿精度进行评定的方法。本文介绍了移动测量系统的发展，测量的原理和涉及的坐标系，推导利用一种新的数学模型进行坐标系转换的平差过程，提出了用激光跟踪仪检校POS定位定姿精度的方法并对其效果进行验证。具体工作如下：1．介绍了移动测量系统的发展历史及研究现状，移动测量系统的构成及其测量原理，总结了车载摄影测量系统涉及的四个主要坐标系及其换算关系。2．为了满足快速坐标转换的需求，将一种由旋转轴向量和旋转角度形成的旋转矩阵用于坐标系旋转，在此基础上提出8参数的坐标转换模型，给出了根据公共点对进行平差求解坐标系转换模型的8个参数的过程，并进行了验证，实验表明该方法迭代次数少，精度与传统的方法相同。3．提出了在室外利用激光跟踪仪评定POS定位定姿精度的方法。在车载摄影测量系统的POS正常工作时，将载车停于不同的姿态和位置静止时，分别用激光跟踪仪测量固定于载车上的6个点，并获得它们的WGS84坐标，用于POS定位定姿精度的评定。4．从两个方面评定POS输出的位置和姿态的精度。首先由固定点的POS载体坐标和POS输出的位置姿态计算WGS84坐标并与激光跟踪仪测得的WGS84坐标做差评定POS的定位精度，然后由激光跟踪仪测得的WGS84坐标和固定点的POS载体坐标计算载车的位置姿态并与POS输出的位置姿态做差评定POS输出的位置姿态精度。最后对两种方法做了分析，并与已有的评定结果做了比较分析。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 引言  9
  1.2 移动测量系统发展现状  9-10
  1.3 移动测量系统的研究现状和本文研究内容和结构  10-12
    1.3.1 传感器的安置参数方面的研究  10
    1.3.2 POS 定位定姿精度评定方面的研究  10-11
    1.3.3 数据后处理方面的研究  11
    1.3.4 本文的研究内容和本文的结构  11-12
  1.4 本章小结  12-13
第二章 车载摄影测量系统的构成及测量原理基础  13-33
  2.1 引言  13-14
  2.2 位姿测量系统（POS）的构成  14-19
    2.2.1 惯性测量单元（IMU）  16-17
    2.2.2 GPS 天线  17-18
    2.2.3 里程计（DMI）  18
    2.2.4 位姿测量计算机系统（PCS）  18-19
  2.3 TRIMBLE 公司 IN-FUSION 组合导航技术  19-22
    2.3.1 惯性辅助 RTK 和惯性辅助 KAR  20-21
    2.3.2 GPS 方位测量子系统（GAMS）  21
    2.3.3 里程计（DMI）  21
    2.3.4 SMART BASE 技术  21-22
  2.4 CCD 传感器成像原理  22-23
  2.5 摄影测量基本原理  23-27
    2.5.1 摄影测量有关坐标系  23-24
    2.5.2 共线条件方程  24-26
    2.5.3 相机畸变模型参数  26-27
  2.6 车载摄影测量定位中有关坐标系转换  27-32
    2.6.1 车载摄影测量所使用的坐标系  27-29
    2.6.2 坐标系转换原理  29-32
  2.7 本章小结  32-33
第三章 根据公共点对确定坐标系转换参数  33-43
  3.1 引言  33-34
  3.2 旋转矩阵的推导  34-35
  3.3 坐标转换模型及其平差过程  35-37
  3.4 参数初值的严密求解  37-38
  3.5 实例验证  38-42
  3.6 本章小结  42-43
第四章 基于激光跟踪仪的 POS 定位定姿精度评定方法研究  43-57
  4.1 引言  43-44
  4.2 检校所使用仪器和场地  44-46
  4.3 检校方案及数据处理结果  46-56
    4.3.1 POS 精度评定的数据采集  46-49
    4.3.2 坐标转换参数的求解  49-51
    4.3.3 数据处理及结果  51-56
  4.4 本章小结  56-57
第五章 总结与展望  57-59
  5.1 总结  57
  5.2 展望  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-63
作者简历  63

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 摄影测量学与测绘遥感
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