北京同步辐射装置准直测量控制网的设计与优化

在北京同步辐射装置升级改造中,为提高元件的安装精度,同时兼顾未来新增光束线的建设需要,在实验大厅建立了准直测量控制网,作为设备定位、调校、安装和变形监测等工作的基础。本文重点介绍该控制网的设计、优化与观测结果分析,特别阐述了激光精密测量技术的应用,以及对点位密度、测量精度及可靠性的控制。     

Laser Scanning的基本原理及其应用前景

首先介绍了激光测距仪的发展历程,针对应用领域的不同,分别对3维激光成像仪和机载/星载激光测高仪的测量原理进行了阐述,并分别介绍了两种激光测距仪的工作流程以及数据处理流程,最后对两种激光测距仪的应用范围进行了阐述,并把两种激光测距技术和普通摄影测量进行了比较,指出了激光测距技术相对于普通摄影测量的优点,即高精度性、穿透性、实时性。     

建筑物立面激光点云的定位

车载式近景目标3维测量系统,采用激光扫描仪获取建筑物立面点云。激光点云仅具有扫描仪坐标系下的坐标,不便于其他数据融合进行3维建模。文中根据系统的特点和要求,通过建立相应的坐标系,利用已有或优化的坐标转换模型确定坐标系之间的坐标转换关系。依据基准点与载体平台GPS接收机之间同步观测数据将激光点云在扫描仪坐标系下的坐标经过多次坐标转换,得到基准点所在当地坐标系下的坐标。使系统实现了满足精度要求的建筑物立面激光点云的定位工作。     

数字水准仪与精密光学水准仪测量精度比较

数字水准仪的出现解决了大地测量仪器中水准仪自动读数与记录问题,对当代测量技术产生了积极的影响。文中介绍了如何采用双频激光干涉仪配合45°平面镜检测数字水准仪的方法,对精密光学水准仪和数字水准仪进行综合精度的评定和比较,并对结果进行了分析。     

一种适用于CGCS2000坐标框架的多源数据融合方法

针对单一的GPS技术并不能准确地确定地球质心,无法真正地实现地心坐标参考框架,为了满足CGCS2000坐标框架对高精度地球质心和高精度尺度基准的需求,未来的CGCS2000坐标框架将是多源空间大地测量技术融合的组合框架,该文提出了一种适用于CGCS2000坐标框架,并基于GPS、VLBI、SLR等大地测量技术的数据融合方法,利用该方法进行多源大地测量观测数据融合得到组合坐标框架,将得到的结果与ITRF综合解进行比较。结果表明:GPS、VLBI、SLR测站各方向坐标平均误差值约20mm,速度场各方向平均误差约1mm/a,水平方向速度场误差小于垂直方向速度场误差,误差较大的测站多居于板块分界带及其边缘。基于实验结果表明,该方法可以满足CGCS2000坐标框架对多源数据融合的要求。     

3D SLAM的室内背包移动测量系统研究

针对室内移动测图中GPS信号缺失,导致无法获取精确定位坐标与导航的问题,该文研发了一套室内背包式移动测量系统,该系统能够利用三维激光定位与测图的方法实现快速同步定位及地图创建和室内三维激光点云获取,可以应用在室内或地下的环境中进行数据采集,在不损失作业效率的前提下获取系统作业轨迹、高精度点云等多种数据结果。为了对系统的精度进行验证,使用该系统在实验室大楼走廊中进行实验获取室内三维激光点云,并将实验结果与采用常规测量手段得到的结果进行对比分析。实验表明,此系统的相对精度和绝对精度分别能够达到0.048和0.047m,在室内三维信息获取过程中相比较于传统作业方式显著提高了作业效率和数据质量,能够满足室内建模与测图要求。     

基于SSW点云数据的矢量地图平面精度自动校验方法

常规的矢量地图精度校验采用抽样与实地测量,外业工作量大,自动化程度低。针对这一问题,本文提出基于SSW激光点云数据的矢量地图平面精度自动校验方法。首先,使用车载激光扫描器获得道路两侧高精度点云数据,并对点云数据进行滤波、坐标转换和精度检验;其次,基于多特征识别算法,使用SWDY软件提取点云特征点线;最后,利用最近邻法搜索待检矢量图中的同类地物特征点线,并计算匹配点线对的中误差。以兴化城区为试验区,采用该方法检测该地区1：1000比例尺的矢量地图平面精度,试验结果显示,成功匹配了点云数据205个地物特征中的201个,矢量地图的总体中误差为0.26 m,且能够发现待检测矢量地图中的采集丢漏与明显错误。本文方法可以减少现有检测方法的野外实测工作量,增加检测样本数量,降低检测过程中的人为干扰因素,有效提升检测的可靠性与检测效率。     

航空激光测深仪海面和海底激光入射点分布

依据卵形扫描系统的原理,以严格的数学推导为基础,推导了海平面激光入射点坐标的计算公式及相应的优化算法。建立起了海底激光入射点坐标及该点垂直水深的严密计算模型。通过仿真试验,得出了激光镜面反射点X轴的修正量随驱动电机转角的变化趋势,单个周期的海面激光入射点分布及30个周期的激光脉冲海面重叠图和试验脉冲对应的定位角度数据。同时给出了每个测量数据对应扫描镜中心点的位置和每个激光发射时对应XYZ坐标系中坐标原点的经纬度的计算方法。     

自适应Kalman滤波和小波滤波在激光云图数据处理中应用的比较

为了获取一种具有实际应用价值的动态激光扫描云图误差处理算法,本文在一幅实测激光扫描云图的基础上,通过数据模拟和计算,分别对自适应卡尔曼滤波算法和小波算法的滤波效果进行试验,给出了试验结果。通过对处理结果的分析,结合两种算法的理论原理,说明了每种算法的适用范围,总结了存在的问题。     

三维激光扫描仪和车载移动测量系统在工程测量中的应用

根据规划部门对市政道路、桥梁及隧道等基础设施竣工后的管理要求,以及满足项目绿化等工作量的结算,本文将地面和车载三维激光扫描技术相结合,辅以常规测量手段做补充,以双碑大桥及连接隧道工程竣工测量为实例,讨论了三维激光扫描技术在规划核实测量中的应用。通过三维激光扫描技术获取的激光点云数据,为数字化城市建设和可视化管理提供了数据基础。