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航空摄影测量中机载POS系统的高精度定位定向技术研究

万辉  
【摘要】:机载POS系统由于能够提供高精度定位定向信息,因而近年来成为高分辨率航空摄影测量中的关键组成部分。POS系统集惯性导航技术与卫星导航技术于一体,采用多信息融合技术分别对POS系统进行实时与事后处理,获得高精度定位定向信息。论文主要针对如何提高POS系统在实时与事后应用过程中提供高精度的融合信息进行了全面、深入的研究工作,论文研究成果对于POS系统的应用与优化具有较好的工程应用参考价值。 论文首先研究了POS系统组成及特点,对其内部惯性导航系统、卫星导航系统以及两者的误差来源进行了分析。针对POS系统的应用,提出了POS系统应用技术要求与应用方案,为POS系统开发与研制提供了理论研究参考。 论文随后针对POS系统应用中的信息实时融合技术进行了研究。结合POS系统的应用背景,在传统INS/GPS组合导航系统卡尔曼滤波的基础上,论文对机载环境下POS系统的应用实际问题进行了剖析,针对POS系统中偏心分量造成GPS量测信息不够精确,提出了卡尔曼量测信息改进与优化算法。针对该实时滤波方案进行了算法的数学仿真与半物理仿真验证,仿真验证中体现了方案的工程优势,具有重要的理论研究意义与工程应用价值。 针对POS系统的事后信息处理和优化,论文接着针对POS系统应用中的多信息事后高精度融合方案进行了研究。为了进一步提高POS系统定位精度,论文提出了基于双向滤波事后处理算法在POS系统中的应用。双向滤波技术是在传统信息融合滤波方法的基础上,利用整个滤波时段内所有量测信息对误差估计进行反向平滑滤波,数学仿真与半物理仿真验证的结果表明,双向滤波方法具有较高的信息融合精度,适合于POS系统事后信息处理方式。 最后,论文在分析了POS系统高精度融合算法的的基础上,实现了适合POS系统高精度定位定向技术实验验证平台。该平台具有实时滤波与事后高精度融合的功能,符合航空摄影中对POS系统信息处理方案的应用需求,通过对POS系统融合算法进行信息融合分析和半物理仿真验证,表明该软件平台具有较好的工程应用工程价值。


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