地面激光扫描中激光强度值的影响因素及改正方法

激光强度作为地面三维激光扫描仪特有的测量值,在现有三维激光扫描仪中并没有得到有效利用.鉴于此,文章从理论上推导了激光强度值的影响因素,根据强度值的影响因素提出了一种强度值的改正方法,并通过实验对理论模型进行了验证分析.实验结果表明:本文提出的改正方法能较好地对强度值进行改正,对相关的硬件制造和应用具有一定的价值.     

基于激光扫描回光强度的建筑物立面信息提取与分类

针对车载三维测量系统中的激光扫描仪回光强度值,提出了一种基于强度值的地物信息提取和分类方法.将回光强度值进行角度、距离统一改正,并分级显示,通过绘制地物在不同能量级上的分布曲线,确定曲线峰值对应的强度级.实验结果表明,区分不同地物分布曲线上的峰值可以实现地物的提取和分类.     

车载激光扫描仪距离测量参数标定

车载激光扫描仪的主要功能之一就是距离测量。距离测量的精度受多方面因素影响。试验表明,实测距离与实际距离间并非严格线性关系,因此有必要构建相应的数学模型来描述二者关系,进而提高激光扫描仪的距离测量精度。通过详细分析影响激光扫描仪距离测量精度的多种因素,有的放矢地设计了相关试验对RA-360激光扫描仪距离测量参数进行了标定,为后续的数据处理和其在车载系统中的应用奠定了基础,也为同类设备的标定提供了参考。     

基于球形靶标的三维激光扫描仪加乘常数测定方法

在目前三维激光扫描仪加乘常数研究的基础上,提出了基于多个球形靶标的扫描仪加乘常数整体检定模型,并通过设计试验,以激光跟踪仪的测量数据为坐标基准,实现了对VZ-400扫描仪基于多个球形靶标的加乘常数的检定。研究结果表明,VZ-400三维激光扫描仪在对球形靶标进行测量时的加常数为-0.004 9 m,乘常数为0.000 384 m。     

测量型RA_360激光扫描仪测距误差分析

随着三维激光扫描技术日臻成熟及其设备市场化,人们逐渐就其应用性展开相关分析研究,但对其测量数据的精度评定尚无成熟的理论及方法。本文基于车载3D建模测量系统中激光扫描仪的应用探讨了影响RA_360测量型激光扫描仪的测距精度因素,分析了其光锥与轴系正交性。通过试验数据分析了相关因素对测距精度的影响,分析了光锥与轴系的偏差大小,并对误差进行了改正。     

基于调和常数的短期水位差分改正方法

在大面积的沿岸水深测量中,为了能够利用实测验潮资料和经实测资料订正过的相邻站的预报资料一起进行水位改正,从而使水位改正精度近似于用实测潮汐资料进行改正的目的,本文提出了基于调和常数的短期潮汐差分预报的方法,并从水位改正的频谱结构角度给出了合理性解释。实例分析表明:该方法可以达到10cm的改正精度,能够有效地降低临时验潮站的数量,满足困难地区的海道测量的需要。     

不同距离对激光扫描仪测距的影响及处理

RA-360激光扫描仪能够同时获取360°圆周目标二维坐标数据,在城市三维数据采集中有广阔的应用前景。介绍了车载激光测量的缺点,根据其工作原理设计了一系列检校试验方案,提出其改正误差的方法,提供了一种可行的提高扫描仪测量精度的解决方案,并应用到实际中,为以后的车载三维建模打下基础。     

地面激光扫描仪内符合精度试验分析

对三维激光扫描仪测量系统内符合精度进行了研究,通过对两组标靶点分别进行多次重复观测,然后以两个标靶点之间的测量距离作为判断标准。第1组在距离不同的情况下得出扫描仪内符合精度优于0. 6 mm,且100 m以内精度没有随着距离的增加而明显降低;第2组在测量角度不同的情况下得出扫描仪内符合精度在入射角大于30°时优于1 mm,15°左右时精度明显降低。     

地面三维激光扫描仪系统误差标定

介绍了地面三维激光扫描仪工作原理,采用自检校法对仪器系统误差进行标定并详细推导了自检校系统误差模型。利用徕卡HDS3000获取的数据进行分析计算,得到该仪器的系统误差值,同时对获取的数据进行改正,并通过检验点验证系统误差改正效果。实验表明,经过系统误差改正后,HDS3000扫描仪的测量准确度可以提高一倍,效果良好。     

地面三维激光扫描仪系统误差模型研究及精度分析

分析了外部观测条件对地面三维激光扫描仪测距的影响,以空间相似变换为基础,提出了自检校法的优化模型,并给出了模型解算策略。通过实验对RIEGL VZ-400地面三维激光扫描仪进行检校和测量数据改正,结果表明:将外部观测条件影响因素纳入系统误差模型中后,可以提高地面三维激光扫描仪的数据精度,从而验证了优化模型的可行性与正确性。     

一种视觉引导经纬仪自动测量方法

文中将TM5100A经纬仪加载高精度摄像头构造视觉引导测量设备,标定十字丝中心点在像平面坐标系下的坐标,对经纬仪旋转水平角和垂直角与目标图像中心像素坐标之间的关系进行标定;摄像头采集目标图像并处理获取目标中心像素坐标,根据像素坐标与经纬仪旋转角关系计算经纬仪旋转角度,进而实现视觉引导经纬仪自动测量;对加载摄像头的经纬仪驱动误差进行测试,驱动误差允许的情况下测试并分析了视觉引导装置的点位测量精度、角度测量精度以及视觉引导准直测量精度,比人工测量精度高,符合工业测量的需求。     

极轨道卫星上测量太阳常数的新方法

该文提出了一种在极轨道太阳同步卫星上，利用指向太阳矢量方向安装的绝对辐射汁，以非跟踪方式测量太阳常数的方法，非跟踪模式下简化模型热力学微分方程解与跟踪模式的解形式相似，微机模拟画出二模式下的能量响应曲线，二曲线在最高点基本重合，表明这种方法同样能够达到太阳进行测量的精度，且结构简单，测量方便。     

精密全站仪标称精度的实现途径之二——角度测量精度的保障

大气折射是角度测量的主要误差源,也是实现精密全站仪标称精度的主要障碍。文中通过分析大气对角度测量精度的影响,讨论了利用气象元素直接计算大气垂直折光角和利用对向EDM三角高程测量结果反演大气垂直折光角的方法,同时还讨论了观测垂直角的适宜时间问题。采用这些方法能够有效地削减大气折射对垂直角观测结果的影响,保证垂直角测量的精度。     

无棱镜全站仪测距稳定性及精度分析

介绍无棱镜全站仪的测量原理,以拓普康GPT-3100N全站仪为例,通过实验重点分析无棱镜测距的稳定性与反射面材质、颜色、入射角、测量距离、网孔、拐角、边缘点等之间的关系,以及能达到的测量精度,得出仪器测距精度稳定的结论,提出无棱镜全站仪在测距工作中的注意事项。     

球心拟合RTK测量技术及其精度分析

为避免RTK测量作业时对中杆倾斜引起的测量误差,提出球心拟合RTK测量方法,并利用该方法进行实验测量分析其测量精度,实验结果表明:(1)该法的测量精度受参与拟合的球面天线相位中心个数影响较大,当拟合点数大于8个时拟合结果较可靠;(2)该法的测量精度受对中杆倾斜角度的影响较大,当对中杆倾斜角度在30°时拟合精度较高。该方法将为特殊环境下RTK高精度作业提供借鉴参考,具有一定的工程应用价值。     

航天高光谱遥感器CHRIS的水体图像大气校正

CHRIS(Compact High Resolution Imaging Spectrometer)是欧空局于2001年10月发射的PROBA-1卫星上搭载的探索性高光谱遥感器,它具备高空间分辨率、多角度观测、高光谱成像等特点,为水质遥感监测提供不可多得的数据源。基于卫星遥感图像定量监测水质,一个关键步骤就是进行精确的大气校正,提取水面反射率。相比陆地遥感图像,水面反射率是弱信号,对大气校正的要求更高。6S(Second Simulation of SatelliteSignal in the Solar Spectrum)和MODTRAN(MOderate resolution TRANsmittance code)是两种常用的大气辐射传输模型。本文选取基于6S的REMS(Remote Sensing Environmental Monitoring System)和基于MODT-RAN的ACORN(Atmospheric CORrection Now)两种大气校正软件,对太湖梅梁湾的三景不同成像角度CHRIS图像进行大气校正,将大气校正后的图像水体反射率与地面同步实测水体反射率进行比较分析。结果表明,经过大气校正的CHRIS图像得到的水面反射率与实测反射率波形十分地接近,在全部波长范围内的相关系数达到90%。分析实测的水体反射率角度特征,发现图像的角度特征更明显。三个观测角度下反射率之间的各差值都呈现出在绿光波段较大,在红光和近红外波段偏小的特点,这和实测结果相符。ACORN校正后的图像的角度特征更好地与实测结果吻合。     

影响高等级全站仪水平方向测角精度的因素

就影响全站仪水平方向测角精度的有关因素作了分析，并提出内业检测和外业测量尤其是高精度的仪器或高精度的测量都应重视的因素。     

Scanning geometry: Influencing factor on the quality of terrestrial laser scanning points

A terrestrial laser scanner measures the distance to an object surface with a precision in the order of millimeters. The quality of the individual points in a point cloud, although directly affecting standard processing steps like point cloud registration and segmentation, is still not well understood. The quality of a scan point is influenced by four major factors: instrument mechanism, atmospheric conditions, object surface properties and scan geometry. In this paper, the influence of the scan geometry on the individual point precision or local measurement noise is considered. The local scan geometry depends on the distance and the orientation of the scanned surface, relative to the position of the scanner. The local scan geometry is parameterized by two main parameters, the range, i.e. the distance from the object to the scanner and the incidence angle, i.e. the angle between incoming laser beam and the local surface normal. In this paper, it is shown that by studying the influence of the local scan geometry on the signal to noise ratio, the dependence of the measurement noise on range and incidence angle can be successfully modeled if planar surfaces are observed. The implications of this model is demonstrated further by comparing two point clouds of a small room, obtained from two different scanner positions: a center position and a corner position. The influence of incidence angle on the noise level is quantified on scans of this room, and by moving the scanner by 2 m, it is reduced by 20%. The improvement of the standard deviation is significant, going from 3.23 to 2.55 mm. It is possible to optimize measurement setups in such a way that the measurement noise due to bad scanning geometry is minimized and therefore contribute to a more efficient acquisition of point clouds of better quality.     

一种多角度观测系统几何精度的评估方法

多角度观测系统用于地面遥感实验中测量地物的双向反射特性。配合高光谱分辨率遥感卫星影像,可以反演得到地物的三维结构信息。多角度观测系统的几何精度直接影响到观测地物的范围及采集数据的准确性。对其进行评估,不仅为实验人员选择实验设备提供精度参数,而且有助于实验人员确定观测范围。以激光脚点最小包络圆半径作为评估参数,提供了一种评估多角度观测系统几何精度的方法;对自主研发的多角度观测系统的几何精度进行了计算与评估。对不同光谱仪视场下的理论观测范围与考虑系统几何精度后的实际观测范围进行了计算,并给出了参考。     

GPS接收机中抗多路径干扰技术研究

从多路径信号对码跟踪精度的影响入手,得出在多路径干扰下,用窄相关器可以部分修正多路径对码环的跟踪误差。微脉冲相关技术与宽的标准相关器和窄相关器在伪距测量精度上相比是一种性能非常好的抗多路径技术。