Leica ALS60机载激光扫描仪检校方法浅析

机载LiDAR(激光探测测距仪)是一款新型空间测量设备,通过在航空平台对地发射、接收激光脉冲,实现地表空间三维坐标快速、精确获取,通过机载POS数据解算,重构目标场景的3D离散化数据模型,再现地表的实时的、真实的形态特性。因此被有些专家称为:"继GPS空间定位技术之后在测绘领域的又一项测绘技术新突破,是一种崭新的革命性的测量工具"。由于LiDAR设备的物理特性,激光扫描仪的检校精度起着至关重要的作用,直接影响着激光点云的解算测量精度,现介绍和探讨Leica ALS60机载激光扫描仪的相关检校方法,仅供同行参考。     

无人机机载LiDAR在沿海滩涂大比例尺地形测绘中的应用

以南京市以下长江12.5 m深水航道建设工程中的白茆沙整治建筑物工程的年度监测为例，介绍了利用无人机航摄和机载LiDAR技术进行大比例尺高精度的滩涂地理信息数据采集的关键技术。研究案例表明，采用无人机搭载数码相机和LiDAR联合进行数据采集，在小区域、通行困难地区的高分辨率影像和地面高程数据快速获取方面具有明显优势，为沿海滩涂开发中的工程用图测绘工作提供了一种新的有效快捷的技术手段。     

多面阵数字航摄仪地面检校方法

多面阵数字航摄仪具有高分辨率和大幅面覆盖能力的特点,平台检校是其中关键的一步。本文针对多面阵数字航摄仪的特点,通过公式推导,提出了一种计算地面检校初值的方法,并经过数据测试证明该方法能快速得到较为稳定的相对外方位元素。     

无人机载主被动航摄系统集成检校及飞行试验

针对航空应急测绘的复杂需求,设计集成了组合宽角相机、激光扫描仪、视频摄像机、红外相机、小型微波雷达和定位定姿系统的中航时无人机载主被动航摄仪。该文主要探讨主被动航摄仪系统集成、检校,数据获取、处理和分析等方法。通过参与贵州省应急演练验证了多传感器设计的有效性和可靠性,总结了主被动航摄仪在应急任务中优势技术性能。     

机载三线阵传感器ADS40的几何检校

ADS40为集成POS系统的机载三线阵数字航摄仪.分析ADS40相机独特的POS系统辅助传感器几何关系,介绍基于BROWN模型的利用附加参数的自检校法,设计针对ADS40的相机检校方案,包括:判断几何检校的必要性,进行几何检校,以及验证几何检校成果的有效性.试验结果证明,对ADS40进行相机几何检校可以有效提高数据的精...     

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。     

资源三号测绘卫星三线阵影像高精度几何检校

高精度几何检校是测绘卫星实现立体测图的关键。提出了用于星载光学卫星在轨几何检校的严密成像几何模型,推导了多线阵CCD拼接的内方位元素模型,在此基础上构建基于偏置矩阵及内方位元素模型的多检校场联合几何检校模型和几何检校方案。针对我国第一颗民用测绘卫星资源三号,利用华北多个地区1∶2000的数字正射影像和数字高程模型对资源三号三线阵影像进行几何检校,利用河北安平靶标区域三线阵数据进行验证。结果表明,采用本文的方案,资源三号测绘卫星无控制点平面定位精度优于20 m,利用靶标控制点的平面定位精度优于0.6 m,高程精度优于0.5 m,达到资源三号测绘卫星所能达到的理论极限精度;并验证了资源三号三线阵相机并不存在镜头光学畸变,只是存在主距变化、CCD排列旋转等引起的线性误差。     

资源三号测绘卫星三线阵影像高精度几何检校EI北大核心CSCD

高精度几何检校是测绘卫星实现立体测图的关键。提出了用于星载光学卫星在轨几何检校的严密成像几何模型,推导了多线阵CCD拼接的内方位元素模型,在此基础上构建基于偏置矩阵及内方位元素模型的多检校场联合几何检校模型和几何检校方案。针对我国第一颗民用测绘卫星资源三号,利用华北多个地区1∶2000的数字正射影像和数字高程模型对资源三号三线阵影像进行几何检校,利用河北安平靶标区域三线阵数据进行验证。结果表明,采用本文的方案,资源三号测绘卫星无控制点平面定位精度优于20 m,利用靶标控制点的平面定位精度优于0.6 m,高程精度优于0.5 m,达到资源三号测绘卫星所能达到的理论极限精度;并验证了资源三号三线阵相机并不存在镜头光学畸变,只是存在主距变化、CCD排列旋转等引起的线性误差。     

大视场面阵数字航摄仪检测关键技术探讨

针对常规室内检校场无法满足大视场面阵数字航摄仪检测的问题,文章提出了一种适合此类航摄仪检校的野外检校场的建立方法,通过对检校场控制点布设方案设计、适合影像识别的地标形状设计和地标点三维坐标的精确测定方案研究,实现了检测场内控制点的高精度测量:建立适合大面阵数字航空摄影仪几何误差改正的数学模型,并通过多摄站拍摄足够数量的检校场影像,自动识别并测定每幅影像上全部地标点的影像坐标,用最小二乘平差计算间接求出相机的内方位元素和各项畸变参数,最后通过多组检测参数对比,验证了数学模型及其参数的可靠性与稳定性。     

资源三号02星激光测高仪在轨几何检校与试验验证

我国在资源三号02星上首次搭载了一台用于对地观测的试验性载荷——激光测高仪,开展对地观测的激光测高试验。由于卫星发射时的振动以及入轨后空间环境变化等因素影响,激光测高仪的指向、测距等系统参数相对于发射前地面测量值可能发生变化,从而引起激光的平面和高程误差。本文根据资源三号02星激光测高仪特点,提出了一种基于地面探测器的在轨几何检校方法,该方法构建了以指向、测距为系统误差的严密几何检校模型,以激光测距值残差最小为原则,利用地面探测器捕获的激光光斑位置作为参考,实现系统误差参数高精度在轨几何检校。利用卫星在轨测试期间多个试验场数据进行检校后,以有关DEM数据作为地面参考比对,地形坡度小于2°区域内的激光点高程精度由检校前的100~140m提高到2~3m。利用平坦地区激光足印内少量GPS外业控制点进行验证对比,检校后激光高程测量的绝对精度优于1m。试验结果表明了资源三号02星激光测高仪在轨几何检校方法的有效性和正确性。     

徕卡ALS70机载激光扫描系统检校研究与应用

详细介绍了徕卡ALS70机载激光扫描系统的检校原理、检校厂布设原理以及检校方法,并以台安县作为检校场地进行检校实验,检校后,台安县120 km2的0.7 m点间距的点云数据精度完全符合我国相关技术要求规定,证明了该检校场地布设和检校方法是安全可靠的,是可以大范围地应用在点云数据检校生产当中。     

国产机载LiDAR系统安置角误差检校方案研究

机载激光扫描仪(Light Detection And Ranging,LiDAR)系统是由多个子系统集成,其中,安置角误差是集成误差中最大的误差源,安置角误差检校的方法多种多样,高效率、高精度的检校方式还需要试验的支撑。本文对平差模型法和几何模型法进行了试验分析,试验结果很好地证明了不同方法的优越性,为机载LiDAR系统的安置角检校提供了参考。     

机载LIDAR点云数据的处理及检校

利用机载LiDAR技术获取较大范围地面三维信息比传统测量方法具有高精度、高密度、速度快、成本低的优点,已成为国土资源管理领域一个重要支撑技术。在实际应用中,激光点云数据处理及其检校是生产的关键环节,直接影响成果质量和作业效率。该论述结合测制我国西部某测区带状4D成果的应用实例,综合分析了原始激光点云数据的获取、标准激光点云数据的制作及其分层分类处理等关键过程和需要注意的问题,详细论述了标准激光点云数据的检校及其检校精度检测的方法步骤,分析评估了检校精度对激光点云平面和高程精度的影响,可为同类工程提供借鉴。     

基于ORIMA的ADS40几何精度评估

基于Leica公司提供的ORIMA软件,利用武汉大学自行建设的登封航空定标场,对三线阵机载传感器ADS40在不同航线结构、不同控制点数量以及不同平差模型下的几何精度进行了对比分析和评估.实验结果证明,控制点数量和构架航线对ADS40几何精度影响有限,但自检校平差模型可以显著提高其几何精度.     

室内控制场数码相机检校应用于通用航空摄影测量的可行性研究

非量测数码相机已广泛应用于计算机视觉、摄影测量等领域,但必须对其进行内定向和构像畸变的校正。常用的检校方法主要有室外检校法和室内检校法两类,其中利用室外三维控制场进行数码相机检校是目前较为成熟的做法,而室内三维控制场检校精度能否达到常规比例尺航空摄影要求尚未进行有效验证。通过论述一整套室内三维控制场相机检校方法,并对比分析两种检校结果表明,室内三维控制场检校精度还无法满足通用航摄精度要求。     

联合船载单波束潮间带机载LiDAR测量系统

潮间带地形测量对保护与利用滩涂具有基础作用,本文提出联合船载单波束回声测量与机载激光LiDAR综合系统。首先采用ODOM MKⅢ双频单波束测深仪同步采集并验证无人机机载LiDAR潮间带范围点云成果符合精度;然后针对潮间带复杂环境设计了无人机机载LiDAR低潮航摄关键指标;最后优化了高精度大比例尺地形图测制方法,该方法结合了低潮时机载LiDAR滩涂陆地地形和高潮时船载单波束测深滩涂水下地形方式的潮间带。实践表明：(1)选取的816个重合区域测点高程比对测量符合精度,99%的比对点高程差值在0.2 m内,说明机载激光LiDAR测量可满足沿海滩涂测量要求;(2)无人机进出测区应依次轮换,且采用平飞结合八字飞行以避免IMU误差累积,控制航线弯曲度不大于3%,保障点云数据精度及有效覆盖;(3)该测量系统在潮间带高精度大范围地形测量工程具有参考意义。     

圆扫描式机载激光测深系统检校模型及仿真分析

为了提升圆扫描式机载激光测深系统的定位精度,提出了一种检校思路:在平面区域获取激光点云时,系统误差和随机误差使得本应共面的激光点云不再共面,通过将激光点云拟合到单个平面上达到纠正点云位置的目的。首先推导了简单模式下圆扫描式机载激光测深系统定位模型,并从直线与平面交会的数学原理出发模拟激光光线与海面的交会过程,根据折射原理解算激光光线在水中的方向矢量,联合激光光线在水中的直线方程和海底面数学方程解算激光脚点的位置。然后,引入未知数先验方差,推导了参数加权最小二乘平差模型,为后面检校模型的解算奠定基础。最后,推导了用于检校的平差数学模型和详细的计算过程,对检校过程进行了模拟计算和分析讨论,得出了一些有益于检校过程的结论。     

相机检校的迭代处理方法

对相机光学畸变精确检校是提高摄影测量精度的手段之一。常规的相机检校方法一般是利用检校场,对相机检校模型的畸变系数进行估算进而校正相机畸变误差。由于引起各类相机畸变的原因千差万别,目前尚无法找到能对各类相机都适用的理想模型。为此,本文在对现有相机检校模型进行分析的基础上,提出了一种相机检校迭代处理的思路。首先,利用现有条件快速建立简易的室外检校场。其次,利用现有相机检校模型按照迭代处理的思路通过多次应用检校模型进行迭代检校来消除影像畸变。最后,在无控制点情况下,结合自由网平差理论进行无控制点的相机迭代检校处理。本文通过对两种非量测相机进行检校试验,比较分析了常规检校方法和迭代检校方法。试验结果表明,本文提出的相机检校迭代处理的思路能在常规检校方法的基础上进一步提高非量测相机检校的精度。     

一种直接代替检校场改正POS系统误差的新方法

根据共线方程的基础理论,提出一种直接代替检校场改正POS定位测姿数据中系统误差的新方法。试验证明,这是一种比检校场更简单、更直接、更适用的POS系统误差改正方法,能大大提高航摄、航测生产的工作效率和经济效益。     

本期导读

机载POS系统用于航空遥感直接对地目标定位的精度分析(袁修孝，等)一文利用实际航摄资料评价了WGS 84和国家80坐标系下的机载POS系统直接对地目标定位的精度，分析了不同大地水准面拟合方法对高程精度的影响，检校了POS系统的视准轴误差，并讨论了检校场的检校结果。试验表明，