基于平面特征的地面雷达点云配准算法

针对地面LiDAR点云配准中不同坐标系点云数据存在对应的平面特征不同的问题,文章提出了一种基于总体最小二乘的地面LiDAR点云数据配准算法:通过对分割后的点云数据平面拟合,得到相应法向量;根据不同坐标系中LiDAR点云数据对应的平面法向量,利用反对称矩阵和罗德里格矩阵的性质,用3个独立参数代替3个旋转参数,采用总体最小二乘法建立旋转矩阵解算模型;采用总体最小二乘法确定平移参数的计算公式;最后根据转换后特征点云与对应平面点云的重复情况,给出了配准模型的精度公式。实验结果表明该方法精度较高,可以取得较好的点云配准效果,适合于含有大量重复平面特征的点云数据的配准。     

地面固定式激光扫描点云中建筑物墙面信息的识别提取

地面固定式激光扫描系统能够获取大面积高分辨率的被测对象表面三维数据,本研究通过对固定式LiDAR激光数据做初分类,从地面点中粗提取具有少量噪声的建筑墙面数据,然后利用平面区域分割算法和立面约束条件提取建筑物墙面数据。在对两份固定式三维激光扫描点云的实验中,通过对不同分辨率的数据利用本文所提算法都取得了较好的墙面提取效果,实验证明了该方法的有效性。     

BeiDou、Galileo、GLONASS、GPS多系统融合精密单点

随着中国BeiDou系统与欧盟Galileo系统的出现以及俄罗斯GLONASS系统的恢复完善,过去单一的GPS导航卫星系统时代已经逐步过渡为多系统并存且相互兼容的全球性卫星导航系统(multi-constellation global navigation satellite systems,multi-GNSS)时代,多系统GNSS融合精密定位将成为未来GNSS精密定位技术的发展趋势。本文采用GPS、GLONASS、BeiDou、Galileo 4大卫星导航定位系统融合的精密单点定位(precise point positioning,PPP)实测数据,初步研究并分析了4系统融合PPP的定位性能。试验结果表明:在单系统观测几何构型不理想的区域,多系统融合能显著提高PPP的定位精度和收敛速度。4大系统融合的PPP收敛速度相对于单GNSS可提高30%~50%,定位精度可提高10%~30%,特别是对高程方向的贡献更为明显。此外,在卫星截止高度角大于30°的观测环境下,单系统由于可见卫星数不足导致无法连续定位,而多系统融合仍然可以获得PPP定位结果,尤其是水平方向具有较高的定位精度。这对于山区、城市以及遮挡严重的区域具有非常重要的应用价值。     

关于地理国情普查标准时点核准的探索与实践

地理国情普查标准时点核准是对普查成果进行补充和完善,在发现普查及核准阶段成果变化的同时,找出由于当时所用资料的时效性和外业核查时的局限性而导致的遗漏或错误,从而进行填充和变更工作。本文通过标准时点普查与核准期间发现的变化,对影像精度检测、核准数据生产,以及元数据变更等情况进行了分析,提出了几点建议,供今后工作借鉴。     

国情普查项目控制点测量方法研究

遥感影像数据作为第一次全国地理国情普查项目的首要基础资料,如何快速生产出满足精度要求的遥感影像成果,对国情普查项目有着不言而喻的作用,在西部经济欠发达地区,基础控制点数据库尚未全覆盖,需要在短时间内采集大范围的控制点信息,本文通过生产实践,对几种控制点采集方法进行综合比对,认为StarFire全球双频GPS星链差分系统测量的方法较适合我国西部荒漠、戈壁地区的国情影像像控点采集任务。     

利用GOCE模拟观测反演重力场的Torus法

在介绍Torus方法反演地球重力场模型的基本原理和方法的基础上,基于圆环面上均匀分布的卫星引力梯度模拟观测值解算了200阶次的地球重力场模型,在无误差情况下,Torus方法解算模型的阶误差RMS小于10-16,验证了该方法的严密性。利用61dGOCE卫星轨道上无误差的模拟引力梯度观测值解算了200阶次的地球重力场模型,分析了格网化误差、极空白对解算精度的影响,迭代3次后,在不考虑低次系数情况下,模型的大地水准面阶误差和累积误差均较小,最大值仅为0.022mm和0.099mm。在沿轨卫星引力梯度模拟数据中加入5mE/Hz1/2的白噪声,基于Torus方法和空域最小二乘法解算了200阶次的地球重力场模型,Torus方法的精度略低于空域最小二乘法的精度,在不考虑低次项的情况下,两种方法解算模型的大地水准面阶误差最大值分别为1.58cm和1.45cm,累积误差最大值分别为6.37cm和5.55cm。但由于采用了二维快速傅里叶技术和块对角最小二乘法,极大地提高了计算效率。本文数值结果说明Torus方法是一种独立有效的方法,可用于GOCE任务海量卫星引力梯度观测值反演重力场的快速解算。     

GPS单站定位的误差改正模型研究

GPS单站定位的作业方式、外业组织观测和数据处理等比较简单,同时,由于采用观测值不同、观测时间长短不同、定位模式和数据处理方式不同,其精度可以从毫米级到米级不等,实际应用中以伪距单点定位和精密单点定位为主。GPS单站定位不能通过求差方式来消除或消弱各项误差,为提高其定位精度,必须研究各项误差的改正模型,以便对其进行精细改正。本文用2010年10月31日CHAN站24小时的观测数据,确定各项误差在一天中的影响大小和变化规律,研究结果对精密单点定位的误差研究和GPS定位误差的教学工作等都有参考意义。     

MapGIS点文件数据分析与读取实验

本文以研究MapGIS点文件为重点,全面详细剖析了点文件数据格式,并利用程序实现了MapGIS点文件的读取实验,减少数据转换中的数据失真,实现了自动成图。实验结果证明了点文件数据格式分析的准确性和数据的精确性。     

全景立体视觉的快速近区重力地形改正方法

重力地形改正是区域重力测量工作中的一个关键步骤,目前重力地形改正的主要挑战是如何快速地重建测站附近高精度的三维地形。本文提出了一种基于全景立体视觉和摄影测量技术的快速近区重力地形改正方法,设计和开发了相应的快速测图系统。为了使该系统硬件尽量小型化并满足精度需求,我们进行了系统的理论精度分析和设计优化。所开发的研究系统可以从获取的全景立体图像自动生成DEM并计算重力地形改正值。该系统已经过野外多站多种地形的实验验证,结果表明其效率和精度明显优于传统的野外测量方法。     

青藏高原形变对中国西部边界的影响

基于青藏高原GPS形变1991-1999年间的测量成果,通过对中尼(中国与尼泊尔)、中印(中国与印度)边界及中不(中国与不丹)边界附近GPS测站地壳水平运动速率的统计分析,运用平均速度法估算了近10a西部边境地区的形变面积。初步计算结果表明,青藏高原形变对我国西部边界存在影响,在1991-1999年之间西部边界的不均匀形变导致国土面积缩小0.37km2。