GNSS/INS对无人机测图精度的影响分析
发布时间：2021-04-10 22:09
随着时代的发展,传统的摄影测量已经无法满足国家的发展需要,进一步提高航空摄影测量的工作效率迫在眉睫。减少野外像控点的数量可以很大程度的提高航空摄影测量的效率,因此,减免野外像控点数量已经成为国内外学者在摄影测量领域中的主要研究内容。定位技术在近年来不断进步,GNSS/INS组合导航技术被应用于航空摄影测量中。GNSS/INS组合导航系统综合了GNSS技术与INS技术的优势,是一种定位精度更高且能输出载体姿态信息的定位技术,所提供的POS数据极大程度的简化了无人机测图的作业流程。研究以GNSS/INS系统辅助无人机测图为基础,通过将GNSS/INS应用于航测中,在同一测区内采用GNSS辅助空中三角测量、GNSS/INS辅助空中三角测量和GNSS/INS直接定向法测图分别进行正射影像图测绘,采用不同的像控点布设方案对比了GNSS与GNSS/INS在航摄中的差距,并通过对GNSS/INS直接定向法进行成图精度分析,验证了直接定向法的可行性。研究结果表明,GNSS/INS系统较GNSS系统在航测中成图精度更高,且GNSS/INS系统可以减少野外像控点数量。GNSS/INS直接定向法在平面、高程...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
摄影测量常用坐标系Fig.2Commoncoordinatesystemforphotogrammetry图2为前四个摄影测量坐标系之间的对应关系，摄影测量的最终成果就是将像
华北理工大学硕士学位论文-14-像空间辅助坐标系一点坐标D（X，Y，Z）可以通过像点d（x，y，-f）旋转进行运算，其矩阵表现形式可以用（1）式表示，其中（x，y，-f）之前的矩阵系数就是旋转矩阵R。123123123XxaaaxYRybbbyZfcccf（1）旋转矩阵R由像空间坐标系与物方坐标系之间的旋转关系确定，两个空间直角坐标系进行转换可以看作在三轴上面分别旋转一定的角度。因此旋转矩阵R是由三个旋转角的方向余弦所组成的3×3阶的正交矩阵。图3表示的是在航空摄影测量中像空间辅助坐标系与像空间坐标系之间的旋转关系，其中，像空间坐标系（S-xyz）是由像空间辅助坐标系（S-XYZ）依次围绕Y，X，Z轴分别旋转φ、ω、κ角度后所形成的，其中φ、ω、κ是航空摄影测量中的三个角度外方位元素。图3像空间坐标系与像空间辅助坐标系的旋转角度关系Fig.3Rotationanglerelationshipbetweenimagecoordinatesystemandimagespace-assistedcoordinatesystem
华北理工大学硕士学位论文-16-对应的像空间辅助坐标为（X，Y，Z）时，根据三点共线与空间几何关系的原理可以得到物方坐标系中的物点坐标与其像空间辅助坐标系的像点坐标存在式（4）的关系。1SDSDSDXYZXXYYZZ（4）通过换算，也可以表示成（5）式形式：111X,Y,ZDSDSDSXXYYZZ（5）图4共线条件方程示意图Fig.4Schematicdiagramofcollinearconditionequation结合像空间坐标系与像空间辅助坐标系之间的转换关系，像空间坐标系的像点坐标可以通过式（6）的形式由像空间辅助坐标系进行表示。111222333TxXabcXyRYabcYfZabcZ（6）此式展开后得到：
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种辅助GNSS/INS组合导航系统的高度计设计[J]. 刘善武,陈帅,谭聚豪,顾得友. 航天控制. 2019(05)
[2]轻型无人机的GNSS/IRS组合导航系统研究[J]. 王见红. 长春工程学院学报(自然科学版). 2019(03)
[3]GNSS/INS组合导航系统综述[J]. 智奇楠,李枭楠,刘鹏飞,杨开伟. 数字通信世界. 2019(08)
[4]倾斜摄影三维模型测图与传统摄影测量测图试验分析探讨[J]. 郑华,齐东宏,陈向阳,刘书冬. 测绘技术装备. 2018(04)
[5]GPS辅助无人机航空摄影在大比例尺测图中的应用[J]. 杨智博. 科技与创新. 2018(19)
[6]低空无人机航测在大比例尺地形测绘中的应用[J]. 郑之涛. 工程建设与设计. 2018(16)
[7]移动测量系统的GNSS/INS组合定位方法的对比研究[J]. 张迪,施昆,李照永. 软件. 2018(08)
[8]基于因子图的车载INS/GNSS/OD组合导航算法[J]. 高军强,汤霞清,张环,武萌. 系统工程与电子技术. 2018(11)
[9]基于简化联邦CKF的INS/GNSS组合导航算法[J]. 卢航,郝顺义,沈飞,李保军. 航天控制. 2018(03)
[10]基于PID+Kalman的姿态角算法研究[J]. 刘春,傅丽娟,谢皓,邓传远. 仪表技术与传感器. 2018(02)
博士论文
[1]车载移动测量系统检校技术及其精度评定方法[D]. 徐寿志.武汉大学 2016
[2]低空摄影测量航带重构及数据处理方法研究[D]. 何海清.武汉大学 2013
[3]多视匹配策略与优化方法研究[D]. 纪松.解放军信息工程大学 2012
硕士论文
[1]INS辅助的多系统GNSS单频精密单点定位算法研究[D]. 夏宇飞.华东师范大学 2018
[2]POS辅助大比例尺低空摄影测图效能研究[D]. 武晴晴.长安大学 2017
[3]GPS/INS组合导航监控管理系统关键技术研究[D]. 傅丽娟.合肥工业大学 2017
[4]基于无人机航摄影像的大比例尺测图及三维建模研究[D]. 郭世敏.昆明理工大学 2017
[5]GPS/INS辅助空中三角测量技术研究及应用[D]. 周思怡.东华理工大学 2016
[6]基于SIFT算法的低空摄影测量影像匹配方法研究[D]. 张凯南.长安大学 2016
[7]POS辅助航空摄影测量应用研究[D]. 安金玉.昆明理工大学 2014
[8]POS辅助空中三角测量技术现状及关键问题研究[D]. 赵帅.西安科技大学 2012
[9]航片判绘地物数据的影像匹配与纠正方法的研究[D]. 段蕾.解放军信息工程大学 2006
本文编号：3130420
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
摄影测量常用坐标系Fig.2Commoncoordinatesystemforphotogrammetry图2为前四个摄影测量坐标系之间的对应关系，摄影测量的最终成果就是将像
华北理工大学硕士学位论文-14-像空间辅助坐标系一点坐标D（X，Y，Z）可以通过像点d（x，y，-f）旋转进行运算，其矩阵表现形式可以用（1）式表示，其中（x，y，-f）之前的矩阵系数就是旋转矩阵R。123123123XxaaaxYRybbbyZfcccf（1）旋转矩阵R由像空间坐标系与物方坐标系之间的旋转关系确定，两个空间直角坐标系进行转换可以看作在三轴上面分别旋转一定的角度。因此旋转矩阵R是由三个旋转角的方向余弦所组成的3×3阶的正交矩阵。图3表示的是在航空摄影测量中像空间辅助坐标系与像空间坐标系之间的旋转关系，其中，像空间坐标系（S-xyz）是由像空间辅助坐标系（S-XYZ）依次围绕Y，X，Z轴分别旋转φ、ω、κ角度后所形成的，其中φ、ω、κ是航空摄影测量中的三个角度外方位元素。图3像空间坐标系与像空间辅助坐标系的旋转角度关系Fig.3Rotationanglerelationshipbetweenimagecoordinatesystemandimagespace-assistedcoordinatesystem
华北理工大学硕士学位论文-16-对应的像空间辅助坐标为（X，Y，Z）时，根据三点共线与空间几何关系的原理可以得到物方坐标系中的物点坐标与其像空间辅助坐标系的像点坐标存在式（4）的关系。1SDSDSDXYZXXYYZZ（4）通过换算，也可以表示成（5）式形式：111X,Y,ZDSDSDSXXYYZZ（5）图4共线条件方程示意图Fig.4Schematicdiagramofcollinearconditionequation结合像空间坐标系与像空间辅助坐标系之间的转换关系，像空间坐标系的像点坐标可以通过式（6）的形式由像空间辅助坐标系进行表示。111222333TxXabcXyRYabcYfZabcZ（6）此式展开后得到：
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种辅助GNSS/INS组合导航系统的高度计设计[J]. 刘善武,陈帅,谭聚豪,顾得友. 航天控制. 2019(05)
[2]轻型无人机的GNSS/IRS组合导航系统研究[J]. 王见红. 长春工程学院学报(自然科学版). 2019(03)
[3]GNSS/INS组合导航系统综述[J]. 智奇楠,李枭楠,刘鹏飞,杨开伟. 数字通信世界. 2019(08)
[4]倾斜摄影三维模型测图与传统摄影测量测图试验分析探讨[J]. 郑华,齐东宏,陈向阳,刘书冬. 测绘技术装备. 2018(04)
[5]GPS辅助无人机航空摄影在大比例尺测图中的应用[J]. 杨智博. 科技与创新. 2018(19)
[6]低空无人机航测在大比例尺地形测绘中的应用[J]. 郑之涛. 工程建设与设计. 2018(16)
[7]移动测量系统的GNSS/INS组合定位方法的对比研究[J]. 张迪,施昆,李照永. 软件. 2018(08)
[8]基于因子图的车载INS/GNSS/OD组合导航算法[J]. 高军强,汤霞清,张环,武萌. 系统工程与电子技术. 2018(11)
[9]基于简化联邦CKF的INS/GNSS组合导航算法[J]. 卢航,郝顺义,沈飞,李保军. 航天控制. 2018(03)
[10]基于PID+Kalman的姿态角算法研究[J]. 刘春,傅丽娟,谢皓,邓传远. 仪表技术与传感器. 2018(02)
博士论文
[1]车载移动测量系统检校技术及其精度评定方法[D]. 徐寿志.武汉大学 2016
[2]低空摄影测量航带重构及数据处理方法研究[D]. 何海清.武汉大学 2013
[3]多视匹配策略与优化方法研究[D]. 纪松.解放军信息工程大学 2012
硕士论文
[1]INS辅助的多系统GNSS单频精密单点定位算法研究[D]. 夏宇飞.华东师范大学 2018
[2]POS辅助大比例尺低空摄影测图效能研究[D]. 武晴晴.长安大学 2017
[3]GPS/INS组合导航监控管理系统关键技术研究[D]. 傅丽娟.合肥工业大学 2017
[4]基于无人机航摄影像的大比例尺测图及三维建模研究[D]. 郭世敏.昆明理工大学 2017
[5]GPS/INS辅助空中三角测量技术研究及应用[D]. 周思怡.东华理工大学 2016
[6]基于SIFT算法的低空摄影测量影像匹配方法研究[D]. 张凯南.长安大学 2016
[7]POS辅助航空摄影测量应用研究[D]. 安金玉.昆明理工大学 2014
[8]POS辅助空中三角测量技术现状及关键问题研究[D]. 赵帅.西安科技大学 2012
[9]航片判绘地物数据的影像匹配与纠正方法的研究[D]. 段蕾.解放军信息工程大学 2006
本文编号：3130420
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