经纬仪/全站仪及近景摄影测量的数据配准与融合处理

摘要

现代大型装备制造业的不断发展，对大尺寸测量精度等方面提出了越来越高的要求，单一的工业测量系统在一定程度上已经不能满足工业装备形位检测的迫切需求，而多传感器融合技术能够通过对多个传感器所提供的数据进行综合处理获得更有价值的信息，所以基于现有的经纬仪、全站仪以及近景摄影测量系统，构建组合式大尺寸工业测量系统，并运用多传感器数据融合技术进行数据处理，成为解决大尺寸工业测量问题的一个重要手段。
　　本文对经纬仪、全站仪以及近景摄影测量系统的组成、基本原理等进行了简述，利用Matlab仿真对经纬仪、全站仪点位精度进行了分析;介绍了多传感器数据融合技术的基础理论，并对经纬仪、全站仪和近景摄影测量三类系统进行了的系统性总结，以大型飞机机身组件测量为基础，提出了基于多传感器数据融合技术的组合式测量方案;研究了经纬仪、全站仪与近景摄影进行组合式测量时空间数据配准参数的解算方法----三点法、四元数法、奇异值分解法和罗德里格矩阵法，以Matlab编程为基础，利用经纬仪测量系统与摄影测量系统的实验数据对四元数法、奇异值分解法和罗德里格矩阵法进行了比较;探讨了经纬仪、全站仪以及近景摄影组合式测量空间数据的融合处理方法，并通过Matlab仿真分析了加权最小二乘融合估计方法的可行性;开展了经纬仪、全站仪以及近景摄影进行组合式测量的实验，采用奇异值分解法和加权最小二乘融合估计方法进行空间配准与融合处理，检验了方法的可行性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源与研究意义

1．2 国内外研究现状分析

1．3 课题研究的主要内容

2 经纬仪／全站仪与近景摄影组合式测量理论基础

2．1 经纬仪测量系统

2．2 全站仪测量系统

2．3 数字近景摄影测量系统

2．4 多传感器数据融合技术

2．5 基于多传感器融合技术的组合式测量方案

2．6 本章小结

3 经纬仪／全站仪与近景摄影测量的数据配准方法研究

3．1 空间数据配准概述

3．2 经纬仪／全站仪与近景摄影测量涉及的坐标系

3．3 空间数据配准原理

3．4 空间数据配准参数求解方法

3．5 配准误差评价方式

3．6 空间配准算法实验分析

3．7 本章小结

4 经纬仪／全站仪与近景摄影测量的数据融合算法

4．1 多传感器数据融合算法

4．2 加权平均融合算法

4．3 最小二乘法融合估计

4．4 矩阵加权线性最小方差融合

4．5 经纬仪／全站仪与近景摄影测量融合仿真分析

4．6 本章小结

5 经纬仪／全站仪与近景摄影组合式测量实验分析

5．1 组合式测量实验方案

5．2 实验数据空间配准与融合

5．3 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间主要参与的项目

附录1 经纬仪与全站仪实验数据

附录2 配准后经纬仪与近景摄影测量系统数据

附录3 经纬仪、全站仪以及近景摄影测量融合结果