加权总体最小二乘在三维基准转换中的应用

对比研究加权总体最小二乘(weighted total least-squares,WTLS)方法和混合最小二乘(LS-TLS)方法、最小二乘(least-squares,LS)方法在三维空间小角度直角坐标转换中的适用性。在两套坐标系下坐标测量值均存在误差时,用WTLS方法不但可以对观测向量y和系数矩阵A同时修改、将坐标先验精度引入平差计算,而且引入的权阵PA对系数阵A起到固定常数元素而只修改必要数据元素的作用,以得到更合适的参数解。     

基于罗德里格矩阵的混合最小二乘方法在三维激光中的应用

介绍了基于罗德里格矩阵的混合最小二乘坐标转换模型及精度,通过三维激光点云配准与坐标转换实验的结果表明,基于罗德里格矩阵的混合最小二乘方法的效果及精度明显高于基于罗德里格矩阵的最小二乘方法,说明该方法的可行性。     

加乘性混合误差模型参数估计方法及其应用

扩展乘性误差模型的参数估计方法至加乘性混合误差模型,推导了其参数最小二乘、加权最小二乘参数估计,并在偏差分析的基础上推导了偏差改正加权最小二乘估计。模拟计算和分析验证了偏差改正加权最小二乘适用于加乘性混合误差模型的大地测量数据处理,具有二阶近似无偏性,且精度较高。     

三维激光技术在砂石方量自动测量中的应用

针对砂石工业新体系,推动产业高质量发展、促进机制砂石转型发展,就能耗指标、建筑固废综合利用、示范企业的培育及砂石产业转型发展的模式等方面提出建议和意见。探讨了基于三维激光扫描仪的砂石方量测量技术流程,并结合实际案例,阐述了数据采集、内业处理方法和作业过程中的注意事项;最后总结了三维激光技术在砂石方量测量应用方面的优势。     

多波束测深系统内部参数的检测与分析

针对多波束测量换能器校准不完善问题,提出了一种基于加权最小二乘的多波束换能器横摇偏差二次校正方法。基于平坦海底的多波束回波数据,采用加权最小二乘法拟合海底地形,进而计算海底倾角,即可得到换能器横摇偏差角度,将得到的角度偏差作为修正值,对测船模型中换能器横摇偏差进行校正。实验结果表明,较之改正前,校正后的水深数据在条带交叉区域具有较小的不符值,证明校正后的多波束水深数据具有更高的精度。     

补偿最小二乘估计在重力测量中的应用

在测量数据处理中,系统误差总是作为有害成分设法予以消除或补偿,但随着测绘科技的进一步发展,也有一些研究者将系统误差或非参数信号看作非随机变量,利用补偿最小二乘等方法,提取系统误差,从而对它有更多地了解,以满足高精度测量的需要。而本文在系统误差为随机变量的情况下,利用补偿最小二乘法研究半参数模型。得到了参数及非参数的估计;接着,讨论了估计量的若干统计特性;最后,用补偿最小二乘法研究重力测量中的重力异常问题,得到了重力异常的估计值,相同于用最小二乘配置法所得的结果,从而说明本文方法的有效性。     

抗差估计在测量粗差处理中的应用

在测量数据处理时,经典的最小二乘估计方法对数据的粗差敏感度非常高,抗差效果较差.针对这个问题,学界提出了抗差估计的概念.本文对一种广义极大似然估计方法进行了简单介绍,通过一个算例对最小二乘和抗差估计两种方法所得结果进行了比较.结果证明,比较数据在存在粗差时,以广义极大似然估计为代表的抗差技术具有较明显的优势.     

附有约束最小二乘配置的信号与观测误差的方差分量估计

介绍方差-协方差分量估计理论的研究和发展情况,讨论最小二乘配置模型信号与观测误差的方差分量估计问题。在实际应用中,考虑到未知参数间存在几何或物理约束,针对附有约束条件最小二乘配置的方差分量估计的问题,基于Helmert方差分量估计原理,导出相应的计算公式。模拟算例结果表明,利用约束条件能够改善方差分量的估计精度,验证方法的有效性。     

多元总体最小二乘在三维坐标转换中的应用

为解决总体最小二乘(TLS)解算三维坐标转换时旋转矩阵线性化导致解算精度降低的问题,提出了能够直接求解旋转矩阵的多元总体最小二乘(MTLS)模型。为了验证多元总体最小二乘坐标转换解算效果,设置了各种坐标转换实验,并与总体最小二乘法进行比较。分析了旋转角度和尺度因子对解算精度的影响,并根据实验结果得出了以下结论:在大角度及独立等权观测条件下,多元总体最小二乘坐标转换解算精度优于总体最小二乘,且算法简单无需迭代,能够实现任意尺度的坐标转换。     

TLS估计性质的进一步讨论

通过对整体最小二乘估计进行分析,给出了未知参数估计及残差的统计性质。理论上得出它们均是有偏的,并且它们之间存在一定的线性关系。受系数矩阵误差影响,导致与传统最小二乘的相关结论有所区别。通过与最小二乘估计进行比较,证明了整体最小二乘估计为膨胀型有偏估计;同时得到了整体最小二乘估计的方差和均方误差的计算公式,严格论证了其值均大于最小二乘估计的方差和均方误差,因此当设计矩阵病态时整体最小二乘估计更易受病态性的影响。最后,对整体最小二乘估计与最小二乘估计之间的不同距离进行了比较,给出了选择的判定定理。     

地面三维激光扫描仪测量误差检定

在利用三维激光扫描仪进行测量工作前,我们首先应了解其实际测量精度是否符合标称精度,而可靠的评价方式对得到精确的数据结果至关重要。本文利用北京卓立汉光TSA50-C型电动位移台作为评价标准,通过其精确的位移功能,准确地评价了RIGEL VZ-400三维激光扫描仪在测量单点位移时的误差,从而得到了其最佳工作距离。     

船载三维激光扫描系统安置参数标定方法

船载三维激光扫描技术在海洋测绘中具有重要的理论意义和实用价值。安置参数标定作为船载三维激光扫描系统测量的重要步骤,是当前亟待解决的问题。本文提出了一种无地面控制点的船载三维激光扫描系统安置参数标定方法。该方法在船载三维激光扫描数据时空配准模型的基础上,根据扫描测线重叠区域内的同名特征点,推导扫描系统安置参数标定模型,最后采用差分最小二乘算法求解参数最优值。试验验证了本文方法的合理性和有效性,能够显著提高扫描数据的质量。     

车载三维激光扫描系统的外参数标定研究

通过建立车载三维激光扫描系统的严密定位模型,并推导出激光扫描仪坐标系和惯导载体坐标系间的平移与旋转参数的求解公式。试验结果表明,本标定方法具有较高的标定精度,对城市测绘具有重要的应用价值。     

三维激光扫描仪在抛物面天线测量中的应用研究

目前大口径抛物面天线的测量方法为采用经纬仪或者全站仪的标志点测量,这种测量方法需要在天线表面粘贴标志点,而且不能获得抛物面天线的全部表面信息。三维激光扫描仪具有无需合作目标、获取信息量大的优点,研究采用三维激光扫描仪对抛物面天线进行测量。分别用三维激光扫描仪和全站仪对小型抛物面天线进行测量试验,对测量数据进行抛物面拟合,并对拟合结果进行分析。试验表明,三维激光扫描仪对抛物面天线面形描述比较全面,面形拟合精度比较高。     

资源三号02星激光测高误差分析与指向角粗标定

2016年5月30日,中国成功发射了民用三线阵立体测图卫星资源三号02星,该卫星搭载了中国第一个用于对地观测的激光测高试验性载荷。资源三号02星在轨运行以来获取了多轨测高数据,为保证其测高数据的有效应用,需分析影响测高精度的各项误差来源,并通过一定的方法予以消除或减弱。首先根据卫星激光测高严密几何模型分析资源三号02星激光测高的各项误差来源,分析表明激光指向角对激光测高精度的影响相对较大;构建通过已有大范围地形数据进行激光指向角粗标定的数学模型,并利用已有公开地形数据（AW3D30 DSM）对激光指向角进行粗标定,从而提高激光足印定位精度。实验结果表明,利用已有地形数据对指向角进行粗标定后,能将激光测高精度从几十米提高到3 m以内,验证了卫星激光测高误差分析的合理性和利用已有地形数据修正激光指向角的数学模型的有效性,为消除卫星激光测高粗差提供了参考,能为星载激光测高外场在轨检校工作提供支撑。     

相位式地面三维激光雷达实验室检校

目的 建立了地面三维激光雷达系统误差的基本模型和参考模型,推导了平差模型。综合物理意义和经验的系统误差,利用实验室检校场,对相位式地面三维激光雷达FARO Focus3D进行了检校实验。实验得到了FARO Focus3D的系统误差改进模型,并验证了其有效性。     

三维激光扫描在地铁隧道监测中的可视化分析

随着新技术的不断发展,将三维激光扫描技术应用于地铁变形监测将成为一种重要手段.它克服了传统的点式监测技术以点带面的缺陷,有无须接触被测物体、自动化程度高、测量速度快、测量精度高、成果应用范围广(可与BIM、GIS等结合)、信息丰富(空间信息、灰度信息和真彩色纹理信息)等优点.本文结合昆明地铁羊肠村站至司家营站这一区间变...     

三维激光扫描系统在精准林业测量中的应用

提出利用Cyra三维激光扫描仪,采用控制靶标与贴片相组合的方法对林业树种进行野外数据采集。针对Cyclone软件的不足,基于三次样条插值函数的构造理论,利用面向对象的高级编程语言实现了对树冠体积和表面积、树干材积的计算,实现了对冠下高、冠下径、冠长、胸径、任意处直径等参数的量测,克服了传统林业测量的局限性,对林业测量技术的发展具有极其重要的意义。     

三维激光扫描仪在道路竣工测量中的应用

三维激光扫描仪在道路竣工测量中的应用相对于常规作业方式极大地提高了作业效率,降低了外业劳动量和劳动强度。由于三维激光扫描仪能够迅速采集大量的点云数据,实景再现了测区的地形地势,相对于传统的作业方法具有无法比拟的优势。全文概略介绍了三维激光扫描技术的工作原理,详细介绍了三维激光扫描技术在道路竣工测量中的内外业作业方法,同时进行了多方面的精度检验,为三维激光扫描技术在其他相关工程中应用的提供了很好的借鉴作用。     

固定式地面激光扫描仪变形测量精度分析

为了研究三维激光扫描技术用于变形测量的精度情况,选用在测量领域中使用较广的脉冲式扫描仪,选定场地进行距离测量精度、平面坐标测量精度和高差测量精度测试,并与变形测量规范进行对比,确定了扫描仪对应的变形测量等级。