机载LiDAR多参数系统误差检校方法研究

发布时间：2017-03-21 16:14

  本文关键词：机载LiDAR多参数系统误差检校方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机载LiDAR(Light Detection And Ranging)测量技术的出现为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,具有其独特的优势和广泛的应用前景。较其硬件技术,机载LiDAR数据后处理技术发展相对缓慢,机载LiDAR系统误差的消除已成为制约其发展的关键因素。如何消除或减弱系统误差提高数据精度,在机载LiDAR数据处理领域具有重要的理论意义和实用价值。本文针对这一难点展开研究,主要内容如下:(1)对机载LiDAR系统误差进行定性定量分析。通过几何定位方程,定性分析各种误差,并通过模拟实验定量分析各类误差对激光脚点定位精度的影响。归纳总结了评定绝对高程精度、绝对平面精度、相对高程精度和相对平面精度的方法。(2)按检校参数个数,分别研究了三参数、六参数和八参数三种多参数系统误差检校模型。依据重叠航带同名特征点坐标值相等的原则,利用机载LiDAR几何定位方程,建立误差方程,解算检校参数值,进行点云校正,并提出完整的多参数系统误差检校流程。(3)利用两组检校场数据,分别对三参数和六参数系统误差检校模型进行实验,并评价分析检校精度。研究表明:使用上述多参数检校模型均可基本消除系统误差,其检校结果与手工检校基本一致,可以满足工程生产所需。其中六参数模型检校精度略高于三参数检校模型。
【关键词】：LiDAR 系统检校 系统误差 多参数检校模型
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P23
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究意义8
• 1.2 研究目的8-9
• 1.3 国内外研究现状9-12
• 1.4 论文研究内容以及技术路线12-14
• 第二章 机载LiDAR测量技术14-23
• 2.1 机载LiDAR测量系统组成14-17
• 2.1.1 激光扫描仪14-16
• 2.1.2 POS定位定向系统16
• 2.1.3 同步控制装置16
• 2.1.4 成像装置16-17
• 2.2 机载LiDAR测量系统对地定位原理17-19
• 2.3 机载LiDAR测量系统误差源介绍19-21
• 2.3.1 测量误差19-20
• 2.3.2 硬件安置误差20-21
• 2.3.3 数据处理误差21
• 2.4 机载LiDAR数据处理流程21-23
• 第三章 机载LiDAR系统误差定量分析及精度评定23-32
• 3.1 系统误差的定性和定量分析23-29
• 3.1.1 安置向量/偏心量误差对激光脚点定位精度的影响25-26
• 3.1.2 安置角误差对激光脚点定位精度的影响26-28
• 3.1.3 激光测距误差对激光脚点定位精度的影响28
• 3.1.4 扫描角误差对激光脚点定位精度的影响28-29
• 3.2 机载LiDAR数据精度评定方法研究29-32
• 3.2.1 绝对高程精度评定29-30
• 3.2.2 绝对平面精度评定30
• 3.2.3 相对高程精度评定30-31
• 3.2.4 相对平面精度评定31-32
• 第四章 机载LiDAR多参数系统检校模型32-51
• 4.1 多参数系统误差检校模型32-43
• 4.1.1 三参数检校模型32-34
• 4.1.2 六参数检校模型34-37
• 4.1.3 八参数检校模型37-41
• 4.1.4 手工检校41-43
• 4.2 算法流程43-44
• 4.3 观测值获取44-48
• 4.3.1 观测值 ρ 和 β 的获取44-47
• 4.3.2 观测值x，z，β 和yaw的获取47-48
• 4.4 同名特征匹配策略48-51
• 4.4.1 迭代最近点法—ICP48-49
• 4.4.2 最小高程差法—LZD49-50
• 4.4.3 最小法向距离法—LND50-51
• 第五章 多参数系统误差检校模型研究实验51-65
• 5.1 实验数据51-52
• 5.2 多参数系统误差检校模型实验52-57
• 5.2.1 三参数系统检校模型实验53-54
• 5.2.2 六参数系统检校模型实验54-57
• 5.3 检校精度分析57-65
• 5.3.1 定性评价检校精度57-61
• 5.3.2 定量评价检校精度61-65
• 总结与展望65-67
• 总结65-66
• 展望66-67
• 参考文献67-71
• 攻读学位期间取得的研究成果71-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王丽英;宋伟东;刘正军;;机载LiDAR航带法区域网平差方法研究[J];测绘科学;2011年03期

2 刘经南,张小红,李征航;影响机载激光扫描测高精度的系统误差分析[J];武汉大学学报(信息科学版);2002年02期

3 江月松;机载GPS、姿态和激光扫描测距集成定位系统的精确定位方程、误差分析与精度评估[J];遥感学报;2001年04期

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1 王丽英;面向航带平差的机载LiDAR系统误差处理方法研究[D];辽宁工程技术大学;2011年

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本文编号：259947