超高层建筑动态特性监测方法研究

围绕超高层建筑动态特性监测方法展开研究,重点解决超高层建筑施工控制网竖向传递倾斜偏差改正这一关键性技术难题。结果表明,数字正垂仪法、CCD法、倾斜仪法均可准确获取超高层建筑的周日摆动规律,为投点时机选择和投点纠偏提供决策支持。     

一种倾斜影像外方位元素计算方法

提出一种利用相机POS数据和少量影像数据标定倾斜相机间位置关系并计算倾斜影像粗略外方位元素的方法。首先对选取的垂直和倾斜影像进行影像匹配,获得精确同名点坐标;然后垂直影像同名点对前方交会获得地面点坐标,接着倾斜影像后方交会获得其外方位元素;最后利用倾斜和垂直影像的外方位元素标定子相机间的相对关系,并根据相对关系求出所有倾斜影像的外方位元素。采用AMC580倾斜影像数据进行试验,结果表明:提出方法可求得所有倾斜影像的粗略外方位元素,并验证了外方位元素的直接对地定位精度,证明了该方法的可行性。     

动静态光电自准直仪

光电自准直仪是一种应用较广泛的瞄准及测量仪器，它与测角仪结合可进行精密的动态和静态测量。本文讨论了这样一种动静态光电自准直仪的原理及构成，并给出了实验结果。     

基于固体潮观测的高精度垂直摆倾斜仪

针对地球固体潮汐监测的要求，介绍了高精度垂直摆倾斜仪的组成和工作原理；论述了差动电容测微传感器技术在垂直摆倾斜仪中的应用；采用空间多体中心构形理论进行倾斜仪机械结构设计；利用复杂双摆理论分析了摆体的动力学特性，并进行了摆体摆动误差的分析计算；提出了用静电进行垂直摆倾斜仪的标定方法。同时，对垂直摆倾斜仪的使用环境和应用情况进行了说明。     

倾斜巷道测设腰线改正数计算尺

矿山测量中,倾斜巷道测设腰线,一般有两种方法,一种是用倾斜仪（半圆仪）测设,另一种用经纬仪测设,前者精度较低,只能用于精度要求不高的巷道,后者精度很高,一般主要巷道或贯通巷道,均采     

海洋测绘

CH20050282基于固体潮观测的高精度垂直摆倾斜仪=HighPrecisionVerticalPendulumTiltmeterforMeasuring EarthTide/肖峻,莫易敏(武汉理工大学机电学院),胡国庆(中国地震局地震研究所)∥武汉大学学报(信息科学版).-2004,29(11).-973～976,989针对地球固体潮汐监测的要求,介绍了高精度垂直摆倾斜仪的组成和工作原理论述了差动电容测微传感器技术在垂直摆倾斜仪中的应用采用空间多体中心构形理论进行倾斜仪机械结构设计利用复杂双摆理论分析了摆体的动力学特性,并进行了摆体摆动误差的分析计算提出了用静电进行垂直摆倾斜仪的标定方法。同…     

沉管安装测量塔倾斜位姿修正方法

在沉管管节沉放对接施工过程中,针对管节本体发生形变导致测量塔与管节相对几何位置发生微变,从而影响沉管安装定位精度的问题,本文在管节本体与测量塔结构上分别加装倾斜仪监测设备,与管节内安装的倾斜仪在同一坐标体系下进行标定,在沉管沉放对接过程中实时监测与修正测量塔定位倾斜误差。经贯通测量比对验证发现,该方法可以有效降低管节形变对沉管安装定位精度的影响,取得了良好的应用效果,为沉放对接施工决策提供了参考。     

基于SFM和PMVS的倾斜影像三维建模方法研究与实现

与传统航拍相比,倾斜航拍作为一种新型的航拍方式,可以为三维城市建模提供更多的纹理数据支持,但是由于航拍倾斜角度较大,所获影像透视畸变明显,给倾斜航空影像间的匹配造成困难。本文利用Structure from Motion算法(简称SFM算法)对倾斜航空影像的相机姿态进行精确标定,并结合Patch-based Multi-view Stereo算法(简称PMVS算法)对标定影像进行密集匹配。结果表明,SFM算法对于倾斜航空影像的姿态标定具有较好的适用性,且通过PMVS算法能够得到大量具有颜色信息的三维点云数据,这些点云数据可直接用于三维场景重建。     

基于激光跟踪仪的传感器坐标标定应用研究

传感器空间位置标定是测量系统集成与安装的关键技术之一。根据激光跟踪仪的特点与优势,探讨了激光跟踪仪应用于移动测量多传感器坐标转换关系标定的可行性与适用性;重点探索了基于激光跟踪仪的传感器标定测量与数据处理方法,并分析了标定误差及其影响因素。针对船载多波束单体标定需求,基于Leica AT930型激光跟踪仪和经纬仪工业测量系统展开对比分析和标定对比实验,从而证明了采用接触测量为手段的激光跟踪仪能满足部分传感器标定任务需求,能极大提升便捷性与标定效率。     

经纬仪/全站仪自准直方法

为了克服传统自准直方法的缺陷,提出了两种新的自准直方法,即外觇标自准直法和基于智能全站仪的自动自准直法.外觇标自准直法不需要安装自准直灯,任何一台经纬仪或全站仪均可采用该法实现自准直功能,且不需要进行大范围调焦,减弱了调焦误差,能提高自准直测量精度.基于智能全站仪的自动自准直法,可以利用仪器的自动目标搜索功能,自动实现自准直,不仅克服了传统方法的缺陷,还省去了自准直测量中的人工精确照准,提高准直测量效率.经过理论推导及实验验证,所提出的两种方法正确可靠、操作筒单,且自准直测量的速度快、精度高.     

基于遥感与碳循环过程模型估算土壤有机碳储量

土壤有机碳含量的估算是当前全球碳循环研究的热点之一,但不同学者之间的估算值差异较大。从估算方法看,主要有基于土壤剖面的直接估算法和基于生态系统碳循环过程模型的间接估算法,这两种方法各有优缺点。直接估算法由于只反映了不同土壤或植被类型的土壤有机碳含量平均值的差异,因而空间分辨率较低。而间接估算法由于参数的简化,影响了土壤有机碳估算的空间精度。作者将遥感的高时空分辨率特征、反映生态系统碳循环动态变化的过程模型、实际测量的土壤有机碳结合起来,以求提高土壤有机碳估算的空间分辨率。考虑到受温度、水分的影响,土壤呼吸与土壤有机碳含量的关系并不好,而土壤基础呼吸由于剔除了温度和水分的影响,从而使其与土壤有机碳的关系非常密切,其测定系数R^2可达0.78。采用了结合遥感和碳循环过程的CASA模型及Van＇t Hoff土壤呼吸模型,首先估算了8km分辨率的土壤基础呼吸的空间分布,在此基础上结合实测的土壤有机碳估算了8km分辨率的土壤有机碳的空间分布。     

加入地物倾角分析的LiDAR回波强度校正

LiDAR回波强度数据的校正处理可以提升其在地物分类识别方面的利用价值。本文研究发现倾斜地物(如三角形、拱形房顶等)的自身倾角会改变激光反射角进而影响回波强度,而现有归一化校正模型缺乏对地物倾角的计算分析。随后结合LiDAR数据的采集方式和特点,以及倾斜地物的结构特征,提出了一种加入地物倾角计算的改进型归一化校正算法。首先,对激光点的回波强度值进行基于传输距离值的初步校正;然后,以平面距离值、高程、回波强度值差异为参考,判定激光点是否属于同一倾斜地物,若满足条件,则计算出激光点的趋势角,并依据制定的判定规则确定趋势角的正负;最后,将趋势角计算结果与扫描角数值结合计算出对应的反射角,并重新对回波强度值进行计算校正。实验表明,蓝铁皮材质的三角形、拱形房顶的回波强度值范围和均方差缩小,且采集的8种地物样本的回波强度均值的差异性与激光反射率测量结果基本一致,说明该算法能够有效识别具有一定面积且材质均一的倾斜人工地物并计算修正其自身倾角对回波强度带来的影响,从而进一步提高基于回波强度值的地物可分性。     

A methodology for the performance evaluation of low-cost accelerometer and magnetometer sensors in geomatics applications

This paper presents a methodology and its software implementation for the performance evaluation of low-cost accelerometer and magnetometer sensors for use in geomatics applications. A known mathematical calibration model has been adopted. The method was completed with statistical methodologies for adjusting observations and has been extended to calculate accuracies for the attitude, heading, and tilt angles estimation that are of interest to geomatics applications. The evaluation method consists of two stages. First, the evaluation method reviews the total magnitude of acceleration or the strength of the magnetic field. Second, the evaluation is more detailed and concerns the determination of mathematical parameters that describe both accelerometer and magnetometer working model. A software tool that implements the evaluation model has been developed and is applied both in accelerometer and magnetometer measurement data-sets acquired from a low-cost sensor system.     

Terrestrial laser scanner self-calibration: Correlation sources and their mitigation

Instrument calibration is recognised as an important process to assure the quality of data captured with a terrestrial laser scanner. While the self-calibration approach can provide optimal estimates of systematic error parameters without the need for specialised equipment or facilities, its success is somewhat hindered by high correlations between model variables. This paper presents the findings of a detailed study into the sources of correlation in terrestrial laser scanner self-calibration for a basic additional parameter set. Several pertinent outcomes, resulting from experiments conducted with simulated data, and 12 real calibration datasets captured with a Faro 880 terrestrial laser scanner, are presented. First, it is demonstrated that panoramic-type scanner self-calibration from only two instrument locations is possible so long as the scans have orthogonal orientation in the horizontal plane. Second, the importance of including scanner tilt angle observations in the adjustment for parameter de-correlation is demonstrated. Third, a new network measure featuring an asymmetric distribution of object points that does not rely upon a priori observation of the instrument position is proposed. It is shown to be an effective means to reduce the correlation between the rangefinder offset and the scanner position parameters. Fourth, the roles of several other influencing variables on parameter correlation are revealed. The paper concludes with a set of recommended design measures to reduce parameter correlation in terrestrial laser scanner self-calibration.     

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。     

基于投影变换的线阵旋转扫描相机标定方法

针对线阵旋转扫描相机标定数据难以获取及模型解算不稳定的问题,提出了一种基于投影变换的线阵旋转扫描相机标定方法。首先构建了一种新的线阵旋转扫描相机成像模型,该模型可以根据相机旋转平台参数、线阵旋转扫描相机成像平面与其切平面的位置关系将旋转扫描图像投影为框幅式图像;然后根据构建出的成像模型,采用直接线性变换法和非线性优化方法进行相机标定和参数优化。试验结果表明,此方法简单易行,具有较高的精度。     

最优路径的无人机影像拼接

SIFT算法是基于尺度空间的特征匹配方法,该算法为每个关键点指定了方向参数,具备旋转不变性,对图像倾斜的适应性很强.本文采用SIFT算法对无人机图像提取特征点,利用欧氏距离粗匹配,通过距离中误差精匹配.在对拼接误差原因分析的基础上,提出了采用最优路径的拼接方法来降低误差.     

约束秩亏间接平差模型的虚拟观测算法

约束秩亏间接平差模型的法方程系数矩阵为分块矩阵,其左上角的子块矩阵秩亏,因此无法直接计算分块矩阵的凯利逆矩阵.利用矩阵运算,构建一个能直接求凯利逆的分块矩阵,进而推算出约束秩亏间接平差模型法方程系数矩阵的凯利逆的直接显性表达式.提出将约束条件看作虚拟观测,和原有的秩亏间接平差模型组合成新的误差方程,再和约束条件组成约束...     

无人直升机面阵影像高精度对地定位

为提高无人机对地定位精度,必须对系统进行几何标定与补偿。首先进行了直接地理定位实验,检验系统在不经过任何标定时的直接地理定位精度;然后进行了自由网光束法平差实验,以验证无地面控制点时系统的定位精度;最后进行了POS辅助自检校光束法平差,对内方位元素变化、相机畸变、IMU安置角进行标定和补偿,并验证了系统误差补偿后的直接地理定位精度。实验结果表明,未经几何标定的无人直升机直接地理定位的精度可满足应急条件下测绘保障要求;少量地面控制点的辅助下定位精度远优于1∶500比例尺地形图测图的要求,可用于常规测绘生产;系统误差补偿后,直接地理定位精度有明显提升:平面精度提高46.37%,高程精度提高62.49%;系统误差标定和补偿方法正确、有效,无人直升机具有很好的测绘应用前景。     

近区地形直接与间接影响的棱柱模型算法

基于Helmert第二压缩法进行边值解算时需要计算地形压缩对重力的直接影响和对（似）大地水准面的间接影响。计算近区直接、间接影响的传统积分算法仍是二重积分形式。该算法以网格中心点处的积分核作为网格积分核的平均值的计算模式在一定程度上引入了近似误差。另外,直接、间接影响的传统积分算法在中央区存在奇异性,需单独计算中央网格地形影响,因而增加了计算的复杂性。为此,本文推导了近区地形直接、间接影响的棱柱模型公式,一方面提高了地形影响的计算精度;另一方面中央区不存在奇异性,从而简化了计算过程。为避免棱柱模型存在的平面近似误差,可使用顾及地球曲率的棱柱模型算法计算地形影响。最后通过试验得出结论,在（似）大地水准面精度要求较高的应用中,应尽量使用顾及地球曲率的棱柱模型算法计算地形影响。