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车载移动测量系统误差分析与检校方法研究

李鑫  
【摘要】:本文以车载移动测量技术为背景,探讨车载移动测量系统组成、定位原理、误差分析、检校等关键技术,主要围绕车载移动测量系统误差来源、传感器偏心分量的标定、基于激光点云的误差模型分析、系统整体精度检校等方面进行了较为系统的分析和实验,取得了对工程应用有价值的实验结论。本文主要工作和创新点如下: 1.从车载测量系统的组成结构入手,介绍了车载移动测量系统各个传感器的作用,分析了车载移动测量系统定位原理以及涉及的5个参考坐标系。详细讨论了坐标系之间转换的几何定位模型。 2.从获取激光点云坐标的原理入手,详细分析了移动测量系统定位误差来源,提出了基于激光点云的误差估计模型,实现了对车载移动测量系统精度的理论评价,最后利用模型分析实测数据,并将计算得到的理论精度与检校的实测精度进行比较。 3.提出了将车载移动测量系统检校分为室内标定、运动检校、检校场检校3个步骤检校,对系统做了分类检校,有效提高了检校的效率,降低了检校的复杂性。 4.设计了一种基于激光跟踪仪的DMI尺度因子检校方法。利用激光跟踪仪动态跟踪载车,获取车辆行驶的轨迹;建立测距误差和振动误差的改正模型,并计算出精确的行车路程;将多次获得的测量数据进行最小二乘拟合,得到最优的尺度因子估值;最后用此方法校准Trimble车载移动测量系统中的DMI,有效的提高了DMI尺度因子的精度,满足系统测量需要。 5.设计了一套建立室外大型检校场的方法。通过对检校场环境、三级布网控制、控制点测量要求进行了详细的方案论述。 6.提出一种估计系统传感器之间关系参数的方法。通过控制面板的约束条件,利用原始的激光点云与控制面板的差值建立误差方程,解算出参数的最优解。实验结果验证了该算法的可行性和有效性。 7.设计一种标定POS定位精度的检校方法,利用全站仪对车载移动测量系统跟踪测量,获得固定在车上棱镜的轨迹,与POS定位获得坐标比较,验证POS定位精度。 8.以移动测量系统摄像测量为基础,通过与检校场控制点比较,获取系统整体精度。


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