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国产机载LiDAR系统定位模型的建立与应用实验分析

杨蒙蒙  
【摘要】:随着科技进步、经济的快速发展,人们对空间信息获取的数据精度、现势性及产品质量等各方面提出了越来越高的要求。机载LiDAR软硬件在国外发展比较成熟且取得了大量商业化产品,而国内还处于发展阶段,迫切需要一套具有自主知识产权的国产机载激光雷达系统。在国家重点项目支撑下,中国测绘科学研究院联合多家单位成功研制了一套国产机载LiDAR系统,本文基于国产LiDAR系统组成与工作原理,对国产机载激光雷达系统的定位模型、集成检校、探索应用等方面进行了深入研究,本文包括:一、系统定位模型的建立与误差分析。依据系统组成与工作原理,建立该系统的定位模型,分析该系统所存在的八种误差,在VS2010 C++的开发平台上开发程序GeoVision Point Cloud,该程序主要包括轨迹生成、误差纠正、坐标解算、MRK文件生成等相关功能,通过所采集试验数据进行解算激光点云数据,并进行精度评定,以此来验证该模型的可行性与正确性。二、系统集成检校。国产机载LiDAR系统由多种传感器高度集成,各传感器之间的安置误差对后期数据产品的精度与质量有很大影响,故需要对该集成系统进行检校,以获取相关参数,其中检校参数主要包括POS与GPS、LiDAR与POS、相机与POS之间安置元素的解算,针对不同的传感器之间的安置元素设计不同的检校模型,以精确获取各传感器之间的安置元素,进一步提高激光点云数据的定位精度。利用检校前后数据进行对比分析,发现数据质量明显得到提高。三、国产机载激光雷达系统的应用试验分析。首次将国产机载激光雷达系统应用到水利行业的河道治理、地质灾害监测及电力巡线领域,针对不同领域应用需求,设计国产LiDAR系统的专业应用方案,通过实际飞行获取激光数据、影像数据及POS数据。数据处理结果表明,将该系统应用到这些领域是可行的。同时也更好的实现了国产机载激光雷达系统跨行业的应用推广。


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