船载多传感器水上水下综合测量系统检校技术研究

摘要

移动测量技术(Mobile Measurement Technology)是目前较为先进的数据采集技术之一，其采用移动测量系统(Mobile Measurement System)，在载体运动状态下实现目标测量并快速重建三维场景，具有广阔的应用前景。其中以船只为载体的多传感器移动测量系统可实现码头、港口、海滩、河岸、堤坝、岸线、海岛礁等目标的精确快速测量，在工程应用中意义重大。
　　本文在现有国内外对移动测量系统检校技术研究的基础上，分析了精密工程测量与工业测量方法在船载多传感器水上水下综合测量系统标定检校中的应用，重点研究基于工业测量的系统多传感器标定方法以及用于水上部分检校的室外检校场的建立等。
　　本文首先对船载多传感器水上水下综合测量系统的组成、工作原理和检校方法进行了阐述。针对系统的多传感器标定问题，依据经纬仪工业测量系统在空间形位测量方面具有较高精度的特点，研究使用经纬仪工业测量进行船载测量系统多传感器的空间位置与姿态的高精度标定;相对于传统仪器，将标定的精度提高到亚毫米级;利用高精度的标定参数降低对检校场的要求，提高外场检校数据处理迭代效率，简化检校过程。
　　分析船载测量系统水上部分检校的内容与要求，阐述了检校场的建立原则与方法。选取山东科技大学校园内部分楼面建立检校场，使用GPS静态测量布设控制网，在控制点的基础上应用Leica TM30高精度全站仪以免棱镜的方式测量楼面并进行拟合;通过室外检校场来进行多传感器空间位置与姿态的检校。
　　设计实验验证了TM30高精度全站仪免棱镜测量的精度，并对标定数据和建立的检校场进行精度分析，验证其可靠性。最后，通过野外实验获取的三维激光扫描仪和多波束点云数据证明该标定检校方法的可行性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外发展现状

1．3 主要研究内容及安排

2 移动测量系统检校方法

2．1 坐标系定义及转换

2．2 移动测量系统检校方法

3 基于经纬仪工业测量的传感器高精度单体标定

3．1 经纬仪工业测量系统简介

3．2 基于经纬仪工业测量的三维激光扫描仪单体标定

3．3 基于经纬仪工业测量的多波束换能器单体标定

3．4 基于经纬仪工业测量的IMU单体标定

4 基于经纬仪工业测量的船载测量系统整体标定

4．1 水上部分整体标定

4．2 水上部分与多波束换能器整体标定

4．3 标定参数的求解方法

5 检校场建立及实验数据分析

5．1 单体标定数据分析

5．2 整体标定数据分析

5．3 室外检校场布设

5．4 室外检校场精度分析

5．5 外业实验数据采集成果分析

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间参加项目情况