弱GNSS信号区域的GNSS/INS/LiDAR高精度定位方法及其应用研究

发布时间：2021-09-05 05:34

　　GNSS导航定位技术是室外高精度定位的主要手段,在开阔环境中,GNSS信号不受遮挡,观测质量良好,利用RTK（Real-time Kinematic）等技术可实现厘米级动态定位,GNSS高精度定位技术已被广泛应用于社会民生各个领域。与之密切相关的移动测图系统也得以迅速发展,它通过GNSS/INS等位置及姿态传感器将环境遥感传感器（激光雷达、相机等）采集到的信息转换到统一的框架下实现高精度的地图绘制。然而在森林、城市峡谷等区域内,GNSS卫星信号受到树冠或者建筑物的遮挡和多次折返射后,造成有效数据丢失,信号强度变弱,同时会导致观测噪声扩大,利用RTK技术时,其载波相位模糊度很难固定,定位精度从厘米级退化到分米级,甚至米级,制约了 GNSS/INS组合导航系统的定位精度,不能满足高精度的制图需要。针对弱GNSS信号区域中高精度定位的难题,本文采用了基于相对定位的激光雷达特征匹配与GNSS/INS深度融合,实现该区域环境下的高精度定位。本文分别从GNSS/INS导航理论、激光雷达导航理论、GNSS/INS/激光雷达多传感器融合理论等方面对弱GNSS信号区域的高精度定位可行性进行了研究,为移动... 

【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：175 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１论文研究思路框图??１．３．２研究内容和结构安排??围绕着弱ＧＮＳＳ信号区域的高精度定位目标和研宄思路，针对其中的关键问??

各轴平行于右手正交的传感器输出轴（Ｓａｖａｇｅ，２０００）。捷联加速度计和陀螺??仪所测比力及角速度投影在ｂ系中（Ｓｈｍ，?２００５）。通常认为载体坐标系和惯性传??感器坐标系重合。其定义也有很多种，例如图２－２所示，取运动载体的右侧作为??Ｘ轴（又称Ｒ轴），前向作为Ｙ轴（又称Ｆ轴），朝上作为Ｚ轴（又称Ｕ轴），如??此定义的坐标系也可称为右前上坐标系（Ｒｉｇｈｔ?Ｆｒｏｎｔ?Ｕｐ，ＲＦＵ）。??２０??

２．１．１．５激光雷达坐标系（Ｌ系）??激光雷达坐标系与激光雷达固连，简称Ｌ系，一般该坐标系在激光雷达生产??的过程中就已经确定，所以也有很多不同的定义方法，例如图２－３所示，其原点??位于激光脉冲发射参考点，Ｘ轴指向激光雷达的正前方，Ｙ轴垂直与Ｘ轴指向??激光雷达的左向，Ｚ轴垂直于Ｘ、Ｙ轴指向上，构成右手坐标系。??▲??Ｚ??图２－３激光雷达坐标系??２．１．２姿态角定义及相互转换??如果把坐标系看作刚体，两个坐标系之间的角度相对关系即坐标系旋转可以??用姿态来表达（Ｓａｖａｇｅ，?１９９８）。在惯性导航中，常用的姿态数学表达方式有欧拉??２１??


本文编号：3384773