机载LiDAR系统定位方程、误差分析与精度评定

本文从机载LiDAR系统几何定位方程出发、基于误差传播规律推导了机载LiDAR系统的综合误差计算公式,分别研究了IMU测角、GPS、激光测距、扫描角等多种误差源对激光脚点定位精度的影响规律,从理论上分析了机载LiDAR系统定位精度.本文的结果对实际应用具有重要的参考价值.     

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。     

机载激光雷达系统定位精度分析

从机载激光雷达系统误差的产生机制出发,分别对姿态角误差、DGPS误差、瞬时扫描角误差、激光测距误差对激光脚点定位精度的影响进行定量的分析,从理论上分析了机载激光雷达系统的定位精度。本文的结果对实际应用具有重要的参考价值。     

机载激光雷达数据的误差分析及校正

数据质量分析是遥感机理/应用研究（尤其是定量遥感）首要和关键的一步,直接影响遥感反演的精度和遥感应用的效果。激光雷达（Light Detection and Ranging,LiDAR）是一种新兴的主动遥感技术,对数据后处理算法的研究还有待进一步加强,尤其对激光雷达数据的质量分析显得十分迫切。采用了一种基于扫描航带间重叠区数据分析的方法对LiDAR数据质量进行评价,分析误差来源,计算误差的大小,并分别对数据的随机和系统误差进行校正。以机载激光雷达数据为例来进行验证,实验结果表明,这种方法能有效地减少数据误差,达到提高数据质量的目的。     

机载激光雷达单机检校方案研究

针对目前LiDAR的精度标定环节,本文分析了激光雷达的测距原理和影响测距精度的因素后,提出了对测距精度影响较大的激光器二极管电流强度、扫描半角、扫描频率、扫描距离以及灰度值的自身误差检测方法,展示了交通标志的特殊点云图像,并以此组织了完整的检校工作,验证了该检校方法的可行性,提出了可供参考的检测注意事项,为在测量结果中加入误差校正提供了理论依据。     

机载遥感直接对地定位的误差分析和精度估计

利用ＧＰＳ、姿态测量装置、扫描激光测距及同步的遥感器组成的机载遥感三维信息获取系统是新型的空地直接对地定位遥感系统,由于各种误差的存在而最终影响到三维定位结果。本文简要说明了空地直接对地定位的基本原理、重点分析了各个误差项及其对定位结果的影响,并进行了误差传播和精度估计,取得了重要的结论。     

浅谈机载激光雷达数据处理

机载激光雷达是激光探测及测距系统,它集成了GPS、IMU、激光扫描仪。其中主动传感系统(激光扫描仪)利用返回的脉冲可获取探测目标高分辨率的距离、坡度、粗糙度和反射率等信息,而被动光电成像技术可获取探测目标的数字成像信息,经过地面的信息处理而生成逐个地面采样点的三维坐标,最后经过综合处理而得到沿一定条带的地面区域三维定位与成像结果。     

机载LiDAR点云数据误差分析

基于国产机载LiDAR系统各传感器组成及工作原理,详细介绍系统各传感器所产生的误差和集成误差,将其归结为八大类,包括：定位误差、GNSS/IMU组合系统误差、激光测距误差、激光测角误差、系统集成安置误差、时间同步误差、数据内插误差、坐标转换误差。同时对各种误差处理的方法进行了介绍。对于获取高精度激光点云数据及后续处理具有重要意义。     

机载激光雷达的优势与发展

基于机载激光雷达技术在测绘行业应用的特点和优势,对机载激光雷达的优点进行介绍,对其发展趋势进行总结,并展望了应用前景。     

平台运动误差对机载LiDAR激光脚点分布的影响分析

为了有效地抑制与补偿平台运动误差产生的像质退化,针对机载激光雷达平台的运动特性研究激光雷达点云分布的变化规律。从理论上推导了平行扫描式激光雷达、Z扫描式激光雷达和圆锥扫描式激光雷达的点云坐标分布表达式;通过仿真讨论了机载激光雷达运动参数与激光雷达点云分布之间的规律;基于平行扫描式激光雷达,研究了5种运动误差对激光雷达点云坐标分布的影响,最终仿真得到根据影响程度由大到小依次为侧滚角误差、俯仰角误差、偏航角误差、机身上下抖动误差、速度瞬时变化误差。该研究结果为进一步研究机械补偿,以提高激光雷达系统成像的精度提供了理论依据和基础。     

机载Lidar系统boresight白检校方法探讨

常规的解算boresight轴系误差的方法是,先测量地面特征地物的坐标,然后量测特征地物在激光点云上的偏移,最后采用经验公式计算出boresight。本文探讨另一种基于连接点和观测方程的自检校方法。该方法利用连接点在不同航带的坐标差异,采用最小二乘原理平差计算boresight的三个旋转分量。结果表明,该方法可以准确地计算出两个子系统之间的boresight,并且经过boresight改正的激光点云的高程精度优于20cm,达到了消除boresight系统误差的目的。     

Development of an Airborne Positioning System

A joint research project between the University of Newcastle upon Tyne and City University is developing a prototype system for using kinematic GPS techniques to derive the exterior orientation of an oblique sensor without the use of co-ordinated ground control. This paper presents an overview of the techniques employed in deriving GPS antenna co-ordinates and their subsequent use in finding the required orientations. The latest results and future plans are presented and discussed.     

机载GPS、姿态和激光扫描测距集成定位系统的精确定位方程、误差分析与精度评估

全球定位系统（GPS），姿态测量（惯性导航系统（INS））和激光扫描测距技术集成的直接空对地定位系统是近年来遥感与测绘领域发展起来的新型定位技术，是定量化三维遥感中获取地面几何信息和生成数字高程模型的主要新技术手段之一。该文给出了该系统的精确定位方程，分析了误差源对定位精度的影响，并给出了数量级评估。结果对实际应用具有重要的参考价值。     

基于精密单点定位技术的机载POS定位精度分析

首先介绍了POS系统定位原理和精密单点定位的原理、数学模型,然后结合湖南某区六架次直升机航摄获得的惯导轨迹数据,对精密单点定位与多基站事后差分解算结果进行比较及定位精度分析,结果表明:精密单点定位相对于多基站事后差分定位在水平方向、高程方向可分别达到10 cm左右的相对精度。可为困难地区无基站航摄提供有益参考。     

重力扰动对惯性导航系统的位置误差影响分析

从重力学和牛顿力学的基本概念出发,给出了包含重力扰动影响的惯导误差力学编排方程,以单通道惯导系统为例,讨论了三种变化情况下,由垂线偏差引起的惯导位置误差及其误差传播特性,并以分辨率为1′×1′的某区域垂线偏差数据为背景场进行仿真。由仿真结果可以看出,在设定航线上,垂线偏差引起的惯导系统水平误差最大可达3 km。     

POS定位测姿的系统误差分析及补偿

在实验的基础上获取了航摄姿态角的分布范围,重点分析了POS系统辅助航空摄影测量时,姿态角的实时变化对外方位元素测定结果的影响以及采用飞行检校场法对其进行系统误差补偿的局限性;提出了采用附加参数法对系统误差进行改正,并将观测值的改正参数和观测值一起作为带权观测值参与平差计算的方法;并通过实例证明了该方法能达到理想的效果。     

机载激光雷达系统的应用与数据后处理技术

综述了机载激光雷达系统的组成、工作原理、应用和数据后处理技术,着重介绍机载激光雷达数据中的信息提取的有关算法,这些算法包括DEM、DTM提取、房屋提取与房屋几何模型的3D重建、道路网提取、森林参数的获取等。     

机载激光雷达平均树高提取研究

为了研究机载激光雷达(LiDAR)树高提取技术,以山东省泰安市徂徕山林场为实验区,于2005年5月进行了机载LiDAR数据获取和外业测量.通过对LiDAR点云数据的分类处理,分别得到了试验区的地面点云子集、植被点云子集和高程归一化的植被点云子集.基于高程归一化的植被点云子集计算了上四分位数处的高度,与实地测量的数据进行了比较,并结合中国森林调查规程进行了实用性分析.结果表明:对于较低密度的点云数据,使用分位数法可以较好地进行林分平均高的估计;机载激光雷达技术对树高估计是可行的,精度都高于87%,总体平均精度为90.59%,其中阔叶树的精度高于针叶树.该试验精度可以满足中国二类森林调查规程中平均树高因子的一般商品林和生态公益林的精度要求,对国有商品林小班的调查精度要求(5%)存在一点差距,需要在国有商品林区进一步开展验证工作.对本试验区而言,已经可以满足其作为森林公园生态公益林的调查要求.