机载LiDAR系统定位方程、误差分析与精度评定

本文从机载LiDAR系统几何定位方程出发、基于误差传播规律推导了机载LiDAR系统的综合误差计算公式,分别研究了IMU测角、GPS、激光测距、扫描角等多种误差源对激光脚点定位精度的影响规律,从理论上分析了机载LiDAR系统定位精度.本文的结果对实际应用具有重要的参考价值.     

线扫描式机载LiDAR系统误差影响分析研究

机载LiDAR系统会受到多种误差源的影响,系统误差会给激光脚点的坐标带来系统偏差。针对安置向量误差、安置角误差、激光测距误差以及扫描角尺度因子误差这几种重要误差源,从机载LiDAR系统几何定位方程出发,推导了机载LiDAR系统误差影响计算公式,并结合模拟实验,分别研究了这几类误差源对激光脚点定位精度的影响规律,从理论上分析了各类误差对机载LiDAR系统定位精度的综合作用。文中的结果为设计系统检校方法并消除这些系统误差的影响提供理论依据,具有重要的参考价值。     

定角圆锥扫描式机载激光测深系统定位模型与精度评价

从定角圆锥扫描式机载激光测深系统激光测距仪内部结构出发,推导了棱镜、大气、海水中激光光线方向矢量方程,结合GPS/INS定位定姿系统,推导出激光脚点在成图坐标系中的定位模型。充分考虑对机载激光测深系统定位精度产生影响的各个因素,通过误差传播定律给出了圆锥扫描式机载激光测深系统的综合精度评价模型。参照国际上应用广泛的相关仪器系统参数、指标,对机载激光测深系统的定位精度进行实际计算,并对定位模型中涉及的主要误差源进行分析和讨论。     

机载激光雷达对地定位精度探讨

文章讨论了机载激光雷达系统的组成、航飞计划设计、数据采集及其预处理,最后通过相关软件结合航摄地标点和航飞影像数据来评定整个系统的对地定位精度。     

IMU姿态测量误差对激光脚点精度影响与模拟计算

介绍了机载激光扫描的现状.在机载激光扫描系统定位原理的基础上,讨论了俯仰角、侧滚角、偏航角误差对激光脚点定位精度的影响并进行了详细分析;利用目前IMU实际测量精度进行模拟计算,得出了一些有益结论,对于理解机载激光雷达定位精度和实际应用具有一定的指导意义.     

机载三维成像仪的定位原理与误差分析

本文论述了“机载三维成像仪”的定位原理,并在系统定位原理的基础上,详细讨论了与“机载三维成像仪”的对地定位精度有关的传感器的误差对系统定位精度的影响,这一问题的研究不仅对研制针对不同目的的激光地形制图系统的设计具有指导意义,而且对激光扫描制图系统的数据平差具有重要意义。     

无人机载LIDAR在山区水利测绘中的应用

机载激光雷达系统是一项综合性较强的应用系统,该系统的有效运行需要全球定位系统、激光扫描系统及航拍摄影系统、惯性测量系统等共同完成。机载激光雷达系统可穿透地表植被获取地表点高程数据,与传统GPS RTK方式采集的地表高程点进行整体精度分析,结果表明:检查点的均方根误差小于0.10 m,满足山区地形图测绘要求。通过无人机载激光雷达技术获取山区植被覆盖下的地表点云数据,具有工作效率高、劳动强度低等特点,可以为水利测绘项目提供较为丰富的断面图、数值高程模型(DEM)等基础数据,用于指导此类项目的规划设计。     

机载激光水深测量误差分析

详细分析了机载激光水深测量的各种误差,着重讨论了IMU姿态测量误差对机载激光定位的影响。根据实际可能的误差数据,并联合扫描角误差、测距误差和平台坐标系原点误差进行计算分析,得出了不同的量测误差对目标3维定位误差的综合影响。     

机载激光水深测量误差分析

详细分析了机载激光水深测量的各种误差,着重讨论了IMU姿态测量误差对机载激光定位的影响。根据实际可能的误差数据,并联合扫描角误差、测距误差和平台坐标系原点误差进行计算分析,得出了不同的量测误差对目标3维定位误差的综合影响。     

平台运动误差对机载LiDAR激光脚点分布的影响分析

为了有效地抑制与补偿平台运动误差产生的像质退化,针对机载激光雷达平台的运动特性研究激光雷达点云分布的变化规律。从理论上推导了平行扫描式激光雷达、Z扫描式激光雷达和圆锥扫描式激光雷达的点云坐标分布表达式;通过仿真讨论了机载激光雷达运动参数与激光雷达点云分布之间的规律;基于平行扫描式激光雷达,研究了5种运动误差对激光雷达点云坐标分布的影响,最终仿真得到根据影响程度由大到小依次为侧滚角误差、俯仰角误差、偏航角误差、机身上下抖动误差、速度瞬时变化误差。该研究结果为进一步研究机械补偿,以提高激光雷达系统成像的精度提供了理论依据和基础。     

Investigation for planimetric accuracy of airborne synthetic aperture radar

The airborne SAR images were tested for geometric accuracy in order to assess the suitability of present airborne radar systems for topographic mapping. Images were transformed to terrain coordinate system using 2-D conformal, affine and polynomial transformations. Standard error in positional discrepancies at check points show that the geometric fidelity of present airborne SAR system is compatible with planimetric mapping requirements at 1∶50,000 and smaller scale.     

机载预警雷达测角误差对探测航迹影响分析

针对载机转弯时段,机载预警雷达系统探测航迹偏差较大的问题,建立载机姿态、预警雷达测角与探测航迹数据的坐标转换关系模型,剖析了航迹偏差影响机理. 首先对预警雷达系统存在测角误差的情况下,平台姿态变化与探测目标投影位置关系的分析,建立坐标转换矩阵,编写仿真程序,然后利用实际飞行数据进行仿真运算,仿真验证结果与预警雷达实际探测情况一致. 分析结果证实了引起航迹偏差的主要原因是仰角系统误差,明晰了误差传递途径,促进了机载预警雷达系统研制改进.      

利用三维重建模型的机载InSAR区域网平差方法

在机载合成孔径雷达干涉测量（synthetic aperture radar interferometry,InSAR）中,为了获取高精度的数字高程模型（digital elevation model,DEM）,研究了机载InSAR视向量正交分解法及三维重建数学模型,分析了中国的机载CASMSAR（synthetic aperture radar system of Chinese Academy of Surveying and Mapping）干涉系统误差来源及观测参数,建立了机载InSAR区域网平差模型。利用国产机载CASMSAR系统获取的X波段干涉数据进行试验,利用高精度的控制点数据进行平差解算,结果表明本文方法能够消除干涉模型间平面和高程差异,DEM成果满足1:1万山地测图精度要求,验证了该模型的正确性和有效性。     

简述利用ALS70机载激光雷达生产数据产品

机载激光雷达（LiDAR）是近10年出现的高新技术之一,能迅速获取密集的地面3维数据,并广泛应用于各个领域。本文主要介绍了我院通过试验,获取及处理ALS70机栽激光雷达点云数据的方法。     

Modeling and sensitivity analysis of navigation parameter errors for airborne synthetic aperture radar stereo geolocation

For the high-resolution airborne synthetic aperture radar (SAR) stereo geolocation application, the final geolocation accuracy is influenced by various error parameter sources. In this paper, an airborne SAR stereo geolocation parameter error model, involving the parameter errors derived from the navigation system on the flight platform, has been put forward. Moreover, a kind of near-direct method for modeling and sensitivity analysis of navigation parameter errors is also given. This method directly uses the ground reference to calculate the covariance matrix relationship between the parameter errors and the eventual geolocation errors for ground target points. In addition, utilizing true flight track parameters’ errors, this paper gave a verification of the method and a corresponding sensitivity analysis for airborne SAR stereo geolocation model and proved its efficiency.     

机载激光雷达技术的数据处理与4D产品制作

主要介绍了机载激光雷达的点云数据的获取、处理流程及其关键技术,并结合自己的工作经验详细阐述了运用点云数据制作4D产品的过程,预测未来遥感与GIS技术在数据获取方面的发展趋势,即借助机载激光雷达,再现真实三维场景。