機載激光雷達測量系統(tǒng)誤差檢校方法研究.pdf

1、機載激光雷達測量技術是將全球定位技術、慣性導航技術以及激光掃描測距技術有效集成，具有受天氣影響小、自動化程度高、成圖周期短等特點。目前國內(nèi)許多家研究單位和公司已經(jīng)引進了國外高性能的機載小光斑激光雷達系統(tǒng)，但這種引進模式存在明顯的弊端，如價格昂貴、軟件算法保密等問題，因此研制具有自主知識產(chǎn)權的高精度機載激光雷達測量系統(tǒng)迫在眉睫。然而目前，不論國際還是國內(nèi)在激光雷達測量技術上都迫切需要解決的問題是消除系統(tǒng)誤差的影響。基于此，本文開展了機載激

2、光雷達測量系統(tǒng)誤差檢校方法的研究。
　　機載激光雷達測量系統(tǒng)在對地定位過程中受到來自激光掃描儀的測距、測角誤差， POS（Position and Orientation System）的姿態(tài)和位置測量誤差，系統(tǒng)集成誤差等各種因素的影響。本文分析了機載激光雷達測量系統(tǒng)各組成部分的工作原理以及機載激光雷達測量系統(tǒng)所涉及的坐標系統(tǒng)及其測量原理，詳細討論了機載激光雷達測量系統(tǒng)中的各種誤差源，以國產(chǎn)輕小型機載激光雷達測量系統(tǒng)為基礎，重點闡

3、述了激光掃描儀檢校、IMU（Inertial Measurement Unit）標定以及基于地面模擬飛行試驗場的系統(tǒng)安置角誤差檢校的方法。本文的具體內(nèi)容包括以下幾個方面：
　?。?）分析了機載激光雷達測量系統(tǒng)對地測量原理，歸納并總結了目前主要的商業(yè)化機載激光雷達測量系統(tǒng)及其技術指標，比較了機載激光雷達與攝影測量、機載InSAR技術的異同點；
　?。?）對機載激光雷達測量系統(tǒng)的誤差源進行了匯總，分析了國內(nèi)外在系統(tǒng)誤差檢校方面的

4、研究現(xiàn)狀，指出了目前主流的系統(tǒng)誤差檢校方法；
　?。?）探討了激光掃描儀的單機檢校方案，主要包括激光掃描儀的測距和測角誤差檢校方案，檢校后的激光掃描儀測距和測角精度分別為3cm和1％度；
　?。?）研究了IMU精度的標定方法，主要完成了三項指標的標定：初始對準精度、靜態(tài)漂移精度和動態(tài)跟蹤精度的標定；
　?。?）建立了基于地面模擬飛行試驗場的機載激光雷達測量系統(tǒng)安置角誤差檢校模型，通過已知坐標的地面標志點精確反求系統(tǒng)安置