定标器表面点云的格网构建分割方法

机载激光雷达安置角偏差对测量结果影响较大。针对安置角偏差标定中的同名点获取问题,设计了一种金字塔形状的定标器和提取定标器顶点的算法流程。对算法流程中的点云分割问题,结合定标器模型参数和格网法向量,提出了一种基于格网构建的分割方法。对实验数据进行处理,得到了很好的点云分割效果。     

共面约束的机载LiDAR IMU安置角误差自动检校方法

针对机载LiDAR数据处理中IMU安置角误差检校问题,该文提出一种基于共面约束的自动检校方法。从激光点云中自动提取尖顶房屋顶平面,并建立连接平面关系,基于激光脚点坐标计算公式和共面约束条件,通过平差解算得到IMU安置角误差参数。以Riegl Q780获取的数据进行实验,该方法检校结果与RiProcess软件提供的检校参数非常接近。经过误差改正后,相邻航线获取的点云可以很好地重合在一起。相对于人工选择特征地物进行IMU安置角误差检校,该方法可以大大提高检校的效率和可靠性。     

车载三维激光扫描系统外参数标定研究

车载三维激光扫描技术是近年来兴起的获取三维空间信息的重要手段,具有速度快、成本低等特点。车载激光扫描系统主要由激光扫描仪、全球定位系统和惯性导航系统组成。车载激光扫描系统中存在多种误差,本文对系统中的安置误差进行了介绍,对该误差提出了一种通过面寻找同名点检校的方法,并给出了检校流程,最后通过比较特征点坐标来检验检校的结果。     

基于已知特征平面的移动测量系统安置参数检校

安置误差是影响移动测量系统激光点云精度的主要因素之一。当激光点云中存在特征平面时,安置误差会导致该平面与真实平面之间产生较大的偏差,如果存在多个空间上位置关系较好的特征平面,就能够全面反映出系统的安置误差。本文以此为依据,给出了一种基于已知特征平面的移动测量系统安置参数检校方法,并详细阐述了检校场的布设、数据获取及处理等内容。实验证明,该方法是一种简单、可靠的检校方法,具有较高的实用性。     

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。     

国产机载LiDAR安置角误差检校初探

机载LiDAR的对地定位的误差来源包括单机误差和集成误差.结合试验数据对集成误差中的最大误差源安置角误差检校进行探讨,从安置角误差检校的原理、方法到整个系统精度评定,得出国产机载激光雷达对地定位的相对精度.     

机载LiDAR系统安置角误差的检校方法

机载LiDAR系统中存在多种误差,本文主要对系统中最大的系统误差源—安置角误差进行了介绍,并对该项误差提出了一种不需要布设地面控制点就可以进行检校的方法,并给出了检校的具体流程,最后就通过地物点云的匹配吻合程度以及点云坐标相对精度来验证检校的结果。     

机载LiDAR系统安置角误差的检校方法

机载LiDAR系统中存在多种误差,本文主要对系统中最大的系统误差源一安置角误差进行了介绍,并对该项误差提出了一种不需要布设地面控制点就可以进行检校的方法,并给出了检校的具体流程,最后就通过地物点云的匹配吻合程度以及点云坐标相对精度来验证检校的结果.     

基于虚拟连接点模型的机载LiDAR系统安置误差自检校

利用激光扫描直接定位的严格模型,定量分析LiDAR系统安置误差对激光脚点定位精度的影响,设计了一种安置参数自检校方法提高LiDAR数据条带间相对精度,由于离散采样的激光脚点之间不存在真实的同名连接点,提出了虚拟点模型,将虚拟连接点与真实激光脚点联系起来,并定义了两组规则从激光脚点坐标计算出连接点坐标。采用安阳市内真实LiDAR数据进行试验,证明了本文介绍的自检校方法的可行性和有效性,获得的检校参数稳定有效,可直接对原始LiDAR条带进行纠正,补偿系统安置误差。     

机载激光雷达点云与定位定姿系统数据辅助的航空影像自动匹配方法

本文针对LiDAR点云和POS数据辅助航空影像的连接点自动匹配,设计了用于相关系数匹配的最佳匹配点位快速搜索算法;提出一种基于虚拟地面控制点的相机安置角误差自动检校方法,在此基础上自适应确定影像匹配搜索范围。试验结果表明,本文提出的最佳匹配点位快速搜索算法可在保证匹配正确性的情况下节省约25%的匹配耗时;相机安置角误差补偿方法能够有效地提高由POS数据计算的影像外方位元素的精度,从而明显改善同名点匹配时的点位预测精度;本文算法能处理多分辨率、多视角的交叉飞行航空影像,获得高精度的匹配结果。     

基于像底点的机载POS视准轴误差检校

基于灭点理论,提出一种利用像底点检校机载POS系统视准轴误差的方法。首先从理论上建立像底点与POS系统视准轴误差之间严格的数学关系,并在此基础上推导出求解视准轴误差的误差方程式,然后用一组带有POS数据的航空影像进行了试验验证。试验结果表明,所建立的利用像底点检校POS系统视准轴误差的模型是正确的,用两张以上像片上的像底点坐标即可检校出POS系统的视准轴误差,而毋须布设特定的检校场和地面控制点,对城区大比例尺航空摄影时POS系统视准轴误差检校具有一定的实用价值。     

Multi-feature based boresight self-calibration of a terrestrial mobile mapping system

This paper presents a multi-feature based system calibration method for estimating the boresight angles of a land-based mobile mapping system (MMS) comprised of multiple two dimensional (2D) scanners. The method invokes a least-squares adjustment (LSA) to simultaneously estimate several sets of boresight angles for multiple laser scanners incorporated in an MMS as well as the parameters associated with one or more types of geometric features. This is achieved by constraining the groups of feature point clouds captured by multiple runs to fit their corresponding geometric models in such a way that the weighted sum of squares of adjustment residuals is minimized. The method is particularly suitable for in situ calibration because the geometric features involved are commonly occurring structures (e.g. building façades, bridge surfaces, highway signs and hanging power cables) that are usually captured during the actual survey. In addition to using a planar feature model for calibration, a novel and rigorous three-dimensional (3D) catenary curve model is proposed for geometric modelling of hanging cables to augment the calibration. The proposed calibrations were examined with several different combinations of groups of planar and catenary features and the resulting analysis suggests that the in situ calibrations are effective when compared to the manufacturer’s dedicated calibration, with the overall point cloud accuracies for plane fitting being 5.5 cm and 5.4 cm for the vertical and horizontal directions, respectively. It has been successfully demonstrated that the proposed method can be used in a scene having no building façades but only some long hanging cables and horizontal ground surfaces. This is particularly useful for rural areas or inter-city/provincial highways where building façades cannot commonly be captured. Parameter correlations in the calibrations were also addressed. It has also been shown that using catenary features in addition to planar features for the calibration can help de-correlate some parameters and improve the overall accuracy. The in situ nature and the high flexibility of integrating different features of the calibration make the proposed method straightforward for most end-users.     

机载POS系统视准轴误差检校

简要介绍了机载POS（position and orientaion system）系统视准轴误差检枝的基本原理和方法，建立了相应的数学模型，利用实际航摄影像资料验证了视准轴误差检校模型的正确性和可行性，并分析了利用其实施对地目标定位的精度。     

国产机载大视场三线阵CCD相机GNSS偏心矢量和IMU视轴偏心角标定技术

针对国内首台自主研制的机载三线阵CCD相机（以下简称GFXJ）,开展了国产GFXJ的GNSS偏心矢量和IMU视轴偏心角标定技术研究工作。首先介绍了GFXJ相机的成像特点,然后分析建立了GFXJ的GNSS偏心矢量标定模型和IMU视轴偏心角标定模型,并提出了GNSS偏心矢量和视轴偏心角循环两步法标定方案,最后在国家嵩山遥感综合实验场获得了多次飞行试验数据。通过进行区域网平差和标定处理,验证了本文建立的GNSS偏心矢量标定模型和IMU视轴偏心角标定模型的正确性和有效性,证实了本文提出的循环两步法标定方案可靠、可行,可显著提升GFXJ的几何定位精度。利用GNSS偏心矢量和IMU视轴偏心角标定值,大幅提高了GFXJ相机的无控定位精度。辅以少量控制点进行区域网平差,GFXJ影像平面定位精度可满足1：1000地形图测图的空中三角测量精度要求,高程精度距离指标要求略有差距。目前该款相机仍在校飞阶段,定型后几何性能有望进一步提高。同时,本文建立的GNSS偏心矢量标定模型和IMU视轴偏心角标定模型及提出的循环两步法标定方案,可为其他机载线阵CCD相机的标定处理提供借鉴。     

航空遥感载荷验证靶标设计与光学特性测量

从航空遥感载荷综合验证场的功能需求出发,于2008 年—2009 年设计并研制了一套用于光学遥感载荷几何性能评价、辐射定标、光谱定标的人工靶标,包括三线阵靶标、扇形靶标、辐射特性靶标、MTF靶标、光谱性能评价靶标5类.该套靶标采用可重复使用、可清洗、可拼接的材料,适用于航空遥感高分辨率、灵活机动的特点.为了检验靶标的光学特性能否满足定标要求,2010 年11 月对辐射特性靶标、MTF靶标和光谱特性评价靶标进行了飞行同步光谱测量和BRF测量.野外实验结果表明,该套靶标的光谱平坦性、朗伯性、对比度均符合定标场的要求,可以用于航空传感器定标实验与相关应用.     

非量测数字相机实验室几何标定

非量测数字相机的几何标定,包括内方位元素和畸变的精确测定,直接影响其用于航空摄影测量的最终精度。本文研制出一套非量测数字相机实验室几何标定系统。该系统采用平行光管加星点板作为目标发生器,在测量出一组目标点在相机的CCD靶面上的像点坐标及对应的平行光线的入射角后,结合几何标定的数学模型,可以实现相机的高精度几何标定。采用佳能EOS 5D MarkⅡ和哈苏H3D两款典型的数字相机进行了试验与分析。试验结果验证了本文标定方法的正确性以及精度的可靠性。     

神舟四号飞船微波辐射计定标和检验（Ⅰ）——微波辐射计外定标

文中针对神舟四号飞船辐射计 (RAD)的在轨定标特点 ,提出一种替代外定标方案 ,即利用地球表面典型地物的微波辐射对RAD的不同通道重新进行定标。选取了全球大洋开阔海域的浮标、星载微波辐射计产品和小岛上气象探空数据 ,通过理论计算得出的亮温作为辐射计测量的低端。利用南美洲热带雨林亮温作为高端 ,重新给出了RAD定标方程。同时 ,为了确定定标的效果 ,分别与国外星载微波辐射计相同或相近通道的亮温进行了比较。另外还结合南海地面配合试验的测量结果对辐射计定标数据进行了分析。     

资源三号卫星成像在轨几何定标的探元指向角法

从资源三号卫星（ZY-3）影像严格几何模型出发,通过对星敏感器坐标系下各CCD探元指向角的分析,提出一种ZY-3成像在轨几何定标的探元指向角法。经对嵩山和洛阳两个试验区     

遥感25号无场化相对辐射定标

遥感25号是中国首颗高敏捷亚米级高分辨率光学遥感卫星。常规的偏航相对辐射定标利用卫星或相机偏航90°对地面均匀场进行成像,使得传感器所有探元获取相同的入瞳辐射亮度,实现卫星传感器的相对辐射定标。但拍摄单一地物均匀场并不能实现卫星传感器全动态范围的辐射定标,并降低了该方案的应用效率。本文针对中国遥感25号卫星,提出了不依赖于地面均匀场的无场化偏航辐射定标方法实现遥感25号的高精度高频次相对辐射定标;同时在偏航辐射定标数据处理中提出基于line segment detector(LSD)算法偏航定标数据规定化方法,确保偏航辐射定标图像每一行数据为传感器所有探元对同一地物的成像;采用传感器探元直方图规定化的方法实现遥感25号全动态范围相对辐射定标参数解算。利用遥感25号偏航辐射定标数据进行辐射定标试验并与传统在轨统计辐射定标进行对比,结果表明遥感25号经偏航辐射定标后所有探元平均条纹系数优于0.07%,图像上各种条纹条带噪声以及残余条带噪声得到较好去除,无场化偏航辐射定标方法优于传统在轨统计辐射定标方法。     

利用安置角检校进行机载LiDAR点云数据与同步影像快速配准

在对安置角进行综合分析后,以精确的机载LiDAR数据为基础,联合高分辨率影像对空间点进行高精度定位,建立了机载LiDAR和摄影测量联合平差模型,完成了无需控制场的相机安置角检校,较好地实现了机载LiDAR数据与同步影像的精确配准。