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基于姿态角改正的机载激光雷达条带平差方法研究

作　者: 马广迪
导　师: 刘正军
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 摄影测量与遥感
关键词: 机载激光雷达系统误差误差分析条带平差最小二乘原理
分类号: P225.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 50次
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内容摘要

机载激光雷达测量技术的发展为我们获取高时空分辨率的地球空间信息提供了一种全新的技术手段,使我们从传统的人工单点数据获取变为连续自动数据获取,使数据的获取和处理朝智能化和自动化的方向发展。机载激光雷达由激光测距、姿态确定、位置测定三个子系统及相应辅助单元构成,在对地观测的过程中会受到各系统本身以及系统之间同步的影响。为了达到理想的数据精度,除了需要进行严格的系统检校外,常常会采用条带平差的方法。本文在分析和总结机载激光雷达组成和观测原理的基础上,系统地对影响激光数据精度的误差进行了定性与定量分析,并根据其主要误差源引入一种基于姿态角改正条带平差方法,达到提升数据精度的目的。具体内容如下:(1)归纳总结了国内外机载激光雷达条带平差的研究现状,分析了激光雷达的系统组成、对地观测原理。(2)结合机载激光雷达观测方程,采用参数还原的方法对影响数据精度的各项误差进行定性定量的分析,并列出图表加以总结。(3)针对主要误差源,引入一种基于姿态角改正的条带平差方法。该方法内容包括航迹与点云时间匹配,重叠条带差异量确定,观测方程建立和最小二乘求解参数等步骤。(4)采用安阳飞行实验数据,对该条带平差方法所提升的平面及高程精度进行分析,验证其有效性及实用性。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-10
1 绪论  10-16
  1.1 研究意义  10-11
  1.2 研究现状  11-14
  1.3 研究目的及内容  14
  1.4 论文结构安排  14-16
2 机载激光雷达对地定位原理  16-28
  2.1 设备硬件组成  16-17
  2.2 全球定位系统GPS  17-18
  2.3 惯性导航系统INS  18
  2.4 IMU 与DGPS 组合定位定向  18-19
  2.5 激光扫描系统  19-24
    2.5.1 测距原理  19-21
    2.5.2 激光扫描方式  21-24
  2.6 机载激光雷达对地观测方程  24-28
    2.6.1 坐标系统定义  24-25
    2.6.2 对地观测方程  25-28
3 机载激光雷达误差来源与分析  28-40
  3.1 DGPS 定位误差  29-31
  3.2 INS 姿态测量误差  31-34
  3.3 激光扫描测量误差  34-38
    3.3.1 激光测距误差  34-36
    3.3.2 扫描角误差  36-38
  3.4 系统集成误差  38
  3.5 误差分析  38-40
4 基于姿态角改正的条带平差方法  40-47
  4.1 条带平差概念的提出  40-41
  4.2 算法说明  41-43
  4.3 算法原理  43-46
  4.4 算法讨论  46-47
5 验证实验  47-55
  5.1 条带平差流程设计  47-48
  5.2 验证实验一  48-51
  5.3 验证实验二  51-53
  5.4 实验总结  53-55
结论  55-57
  主要结论  55
  展望  55-57
参考文献  57-60
作者简历  60-62
  一、基本情况  60
  二、在学期间从事的科研工作  60
  三、在学期间发表的学术论文  60-62
学位论文数据集  62-63

基于姿态角改正的机载激光雷达条带平差方法研究

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