机载激光雷达检校场布置方案研究.pdf

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1、岩土工程．勘测机载激光雷达检校场布置方案研究哪哪嘲豳要I2Ii基机载激光雷达检校场布置方案研究孙黎明，邓清军，凌学才f安徽省电力设计院，安徽合肥230601)摘要：激光雷达是一种主动式对地三维测量技术，能直接高效地获得高精度地表信息，本文对其工作原理、系统构成、误差源进行介绍，并结合固定翼机载激光雷达飞行项目，对如何合理布置检校场获取各种误差真值提出了相应的解决方案，并对飞行航线、基站点、检测点布设和数据处理流程进行归纳总结。关键词：激光雷达；误差源；检校场；基站；数据处理。中图分类号：P2文献标志码：B文章编号：1671-9913(2015)02—0015—05Layou

2、tschemeofFixed—wingAirborneLaserRadarCalibrationFieldSUNLi—ming，DENGQing~un，LINGXue-cai(AnhuiElectricPowerDesignInstitute，Hefei230601，China)Abstract：LidarisakindofActiveEach3Dmeasurementtechnology,cangethighprecisionterraininformationdirectlyandeficiently,theworkingprinciple，systemstructur

3、e，errorsourceareintroduced，andcombinedwiththefixedwingairborneradarflightproject，truevalueandputsforwardthecorrespondingsolutionsonhowtoarangeinspectionfieldschoolaccesstoavarietyoferors，andtheflightroute，basestation，detectionpointlayoutanddataprocessingaresummarized．Keywords：lidar；errorso

4、urce；controlfield；basestation；dataprocessing．机载激光雷达技术是一种集高精度动态(LIDAR)是光探测和测距的简称，一种将激光DGPS技术、激光测距技术、高精度姿态测量用于回波测距和定向，并通过位置、径向速度技术和计算机技术于一体的新兴测量技术。通及物体反射特性等信息来识别目标的技术。过激光测距仪得到的测距信息联合姿态测量模激光雷达测距分为脉冲测距法和相位测距块得到的姿态信息和高精度差分GNSS得到的法。脉冲测距法基于测量脉冲收／发时间延迟位置信息，通过解算获得高精度的三维坐标和原理，即：R=(1／2)CT，式中是被测目标的距离，

5、高分辨率的数字地面模型，可高效、低成本、C是光速常数值，丁是脉冲往返时间。相位测距高精度地获取三维空间地理信息数据。法是连续波雷达所采用的方法，基于测量回波1激光■达测量系统基本原理简介与发射信号间的相位延迟。1．1激光雷达测量原理1．2机载激光雷达系统构成机载激光雷达技术是集激光扫描系统、全机载激光雷达测量系统主要有四部分构成：球定位系统(GNSS)和惯性导航系统三种技术激光雷达测距单位、惯导系统(cos)、控制中心于一体的三维空间信息采集系统。激光雷达及数码相机，各部分间协作关系见图1。收稿日期：2014—07—21作者简介：孙黎nYJ(1966．)，男，安徽阜阳人，高

6、级工程师，副总经济师，主要从事电力工程测量及管理工作。2025~IE04N第2期．15比例误差、陀螺仪漂移、轴承间的非正交性、重力模型误差、大地水准面误差等。(3)发散角误差：理论上认为激光束是一条直线，但实际上光束在传播过程中存在发散角，其能产生的角度误差最大为。2．4集成误差(1)偏心量误差：主要是激光发射参考点在惯性平台参考坐标系统中的偏心量误差和GNSS天线相位中心在惯性平台参考坐标系中的偏心量误差。(2)安置角误差：包括航偏角误差、俯仰角图1系统构成图误差和侧滚角误差，是指激光扫描参考坐标系2机载激光雷达的误差源与惯性平台参考坐标系不平行而引起的误差。(3)内插误

7、差：激光测距脉冲信号频率、机载LIDAR系统有多种设备集合而成，IMU数据采样频率、GNSS采样频率不同，为其精度受到各个组成部分的误差影响，这些了得到每个激光脚点的位置和姿态信息，就必误差能直接影响到激光脚点坐标的精度。机须对GNSS、IMU数据进行内插，于是便产生载LIDAR误差分为系统误差和偶然误差，研内插误差。究误差来源对提高激光雷达成果精度具有重(4)时间同步误差：激光雷达测距系统、差要的作用。分GNSS定位系统和姿态测量系统IMU是相互2．1GNSS定位误差独立的系统，具有不同的时间记录装置，在统一时间