CN110081909A - 基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法 - Google Patents
基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110081909A CN110081909A CN201910429584.7A CN201910429584A CN110081909A CN 110081909 A CN110081909 A CN 110081909A CN 201910429584 A CN201910429584 A CN 201910429584A CN 110081909 A CN110081909 A CN 110081909A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coordinate
- control point
- angle
- observation
- parameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法,包括:将所述GNSS观测数据、精密星历和周边IGS站信息统一到WGS‑84坐标系;对各个所述控制点对应的所述GNSS观测数据进行基线解算,得到基线向量的整数解;利用所述IGS站坐标,提高起算点精度,与GNSS网进行约束平差;基于步骤8.3得到的控制点的全球坐标值,对车载移动测量系统进行检校。具有以下优点:直接利用静态相对定位技术与IGS站联测,得到高精度控制点信息,利用统一WGS‑84坐标系下坐标进行检校,避免控制点不准确产生的误差,提高控制点精度,同时避免多次坐标变换引入的误差,提高检校的精度。
Description
技术领域
本发明属于车载移动测量系统检校技术领域,具体涉及一种基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法。
背景技术
随着车载移动测量技术的日趋成熟,车载移动测量应用越来越广泛,已经成为道路测量、城市内获取地理信息、制作电子地图、街景数据采集等主要技术手段,是对大比例尺测图、航空摄影测量和卫星摄影测量有力的补充。
车载移动测量系统集成激光扫描仪、GPS(GPS,Global Positioning System)接收机和惯性测量单元(IMU)。其工作原理为:激光扫描仪扫描物体,在扫描物体得到扫描点云的过程中,通过GPS接收机确定激光扫描仪的空间位置,通过惯性测量单元(IMU)确定激光扫描仪的姿态,进而最终建立扫描物体的三维模型。
在上述过程中,由于车载移动测量系统安装误差等各类误差的存在,需要对车载移动测量系统进行检校,即:校正,进而提高扫描物体三维模型的构建精度。然而,现有的车载移动测量系统检校方式,具有检校精度低的问题。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷,本发明提供一种基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法,可有效解决上述问题。
本发明采用的技术方案如下:
本发明提供一种基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法,包括以下步骤:
步骤1,根据车载移动测量系统检校需求,设计控制网;设计要素包括:控制点的数量、控制点的分布以及控制点的地理坐标;
步骤2,根据步骤1设计的所述控制点的地理坐标,在对应地理位置附近进行现场实际踏勘,确定控制点实际位置;
步骤3,在步骤3确定的控制点实际位置埋设具有中心标志的标石,以代表对应的控制点;
步骤4,在步骤3确定的每个控制点均安装GNSS接收机;设置所述GNSS接收机的工作参数,并记录每个所述控制点的测站信息,包括:控制点点号、GNSS接收机的开关机时间以及GNSS接收机天线的高度;
步骤5,所述GNSS接收机根据设置的所述工作参数,对所述控制点进行持续静态观测,得到GNSS观测数据;其中,所述GNSS观测数据为所述GNSS接收机接收卫星发出的导航电文而实时计算出的控制点三维位置;
下载与所述GNSS接收机相同观测时段对应的精密星历和周边IGS站信息;
步骤6,将所述GNSS观测数据、精密星历和周边IGS站信息统一到WGS-84坐标系;其中,所述IGS站信息包括IGS站坐标;
步骤7,基于所述精密星历和周边IGS站信息,对各个所述控制点对应的所述GNSS观测数据进行基线解算,得到基线向量的整数解;
步骤8,利用所述IGS站坐标,提高起算点精度,与GNSS网进行约束平差,具体过程如下:
步骤8.1,利用步骤7得到的所述基线向量形成观测方程,观测值的权阵采用在无约束平差中经过调整后最终确定的观测值权阵;
步骤8.2,利用已知的所述IGS站坐标,形成限制条件方程;
步骤8.3,所述观测方程和所述限制条件方程形成数学模型;对所述数学模型进行求解,得出待定参数的估值与GNSS观测值的平差值、GNSS观测值的改正数;其中,所述待定参数的估值是指:每个所述控制点位置的估值,即:每个所述控制点的全球坐标值,其在X、Y和Z三个方向上的分量分别表示为:
步骤9,基于步骤8.3得到的控制点的全球坐标值,对车载移动测量系统进行检校,具体包括以下步骤:
步骤9.1,构建检校模型:
其中:
[XECEF YECEF ZECEF]T为被扫描地物点的空间直角坐标;T为转置;
[Xgps Ygps Zgps]T为GPS接收机的中心点坐标;
RM为当地水平坐标系到空间直角坐标系的旋转矩阵;
RN为惯性导航系统坐标系到当地水平坐标系的旋转矩阵;
R0为激光雷达扫描仪的三维坐标系到惯性导航系统坐标系的角度旋转矩阵;
RL为激光雷达扫描仪的角度矩阵;
S表示某一时刻激光发射中心到激光反射脚点的距离;
[ΔXLI ΔYLI ΔZLI]T为激光雷达扫描仪的三维坐标系到惯性导航系统坐标系的平移矩阵;
[ΔXIG ΔYIG ΔZIG]T表示当地水平坐标系的中心与GPS天线的相位中心点之间的坐标平移量;
其中,角度旋转矩阵R0的组成元素α,β,γ为需要检校的激光雷达扫描仪的安置角参数,α为绕X轴旋转的安置角,β为绕Y轴旋转的安置角,γ为绕Z轴旋转的安置角;
步骤9.2,对所述检校模型进行解算,具体的,利用间接平差最小二乘原理求解所述检校模型,其中,检校参数为α,β,γ,其他均为已知数;具体步骤为:
步骤9.2.1,设定安置角参数初始值;其中,安置角参数初始值为激光雷达扫描仪的原始坐标([Xlaser Ylaaser Zlaser]T);
步骤9.2.2,令
其中:为检校模型独立参数平差值,X0为参数近似值,为近似值改正数;
则平差值方程为:
其中:
vx、vy、vz分别为x坐标轴、y坐标轴和z坐标轴方向的误差值;
表示点云测量坐标值;
表示步骤8.3得到的控制点的全球坐标值;
氛示点云测量坐标值的三个坐标分量对角度α所求偏导;
表示点云测量坐标值的三个坐标分量对角度β所求偏导;
表示点云测量坐标值的三个坐标分量对角度γ所求偏导;
步骤9.2.3,平差值方程的矩阵形式表示为:
V=BX-L (5)
其中:
X=[Δα Δβ Δγ] (6)
其中:
V为误差值组成的矩阵:
B为待求的改正数的系数矩阵;
X为待定改正数参数组成的矩阵:
L为特征点已知坐标和特征点近似值之差组成的矩阵;
Δα、Δβ、Δγ分别为安置角α、安置角β和安置角γ的改正数;
步骤9.2.4,根据最小二乘平差方法,列出法方程:
BTPBX=BTPL (9)
其中:
P为观测值的权阵,车载测量属于同精度观测,重要程度相同,权数为1;
步骤9.2.5,由此得到法方程解的表达式:
X=(BTB)-1BTL (10)
其中,X为平差后的安置角参数,由此求解得到安置角参数平差结果;
步骤9.2.6,将得到的安置角参数平差结果与安置角参数初始值相减,如果差值超过预设定的安置角参数平差阈值,则将本次得到的安置角参数平差结果作为下次计算使用的安置角参数初始值,返回步骤9.2.2迭代计算;如果差值没有超过预设定的安置角参数平差阈值,则表明平差收敛,从而得到最终的安置角参数平差结果,即为车载移动测量系统的检校参数值。
优选的,步骤7具体为:
步骤7.1,初始平差步骤:
根据双差观测方程,组成误差方程,然后再组成法方程,求解待定参数的精度信息,结果为:
待定参数:
待定参数的协因数阵:
单位权中误差:
其中:
为待定的GNSS观测向量;
和为向量、向量的协因数阵;
和为向量、向量的互协因数阵;
V为观测值残差;
P为观测值权阵;
f为多余观测值数量,当观测值权阵确定后,单位权方差的数值就取决于观测值残差,总体上看,残差越大,其数值越大;
步骤7.2,通过初始平差步骤,由于观测误差、随机模型和函数模型不完善原因,解算的整周模糊度参数并非整数,此时对应的基线解释基线向量的浮动解,因此,首先确定整周模糊度,将整周模糊度当作未知参数和坐标差(ΔX,ΔY,ΔZ)参数同时解算,当确定整周模糊度的整数值后,与之相对应的基线向量就是基线向量的整数解,即固定解。
本发明提供的一种基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法具有以下优点:
本发明提供一种基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法,直接利用静态相对定位技术与IGS站联测,得到高精度控制点信息,利用统一WGS-84坐标系下坐标进行检校,避免控制点不准确产生的误差,提高控制点精度,同时避免多次坐标变换引入的误差,提高检校的精度。
附图说明
图1为本发明提供的基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供一种基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法,直接利用静态相对定位技术与IGS站联测,得到高精度控制点信息,利用统一WGS-84坐标系下坐标进行检校,避免控制点不准确产生的误差,提高控制点精度,同时避免多次坐标变换引入的误差,提高检校的精度。
本发明能够为车载系统检校提供高精度坐标基准,为车载系统检校提供高精度基础解算数据,提高车载测量系统数据精度,为车载移动测量在更广泛领域的应用有积极地推动作用。
参考图1,本发明提供一种基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法,包括以下步骤:
步骤1,根据车载移动测量系统检校实际需求,设计控制网;设计要素包括:控制点的数量、控制点的分布以及控制点的地理坐标;
控制网技术主要内容还包括精度指标的确定,控制网的图形设计和基准设计。
步骤2,根据步骤1设计的所述控制点的地理坐标,在对应地理位置附近进行现场实际踏勘,确定控制点实际位置;
本步骤为选点过程,具体的,按照技术设计书进行现场实际踏勘,确保点位稳定性、可靠性和完好性,避免周围干扰。同时控制点在车载移动测量系统易采集的位置,过程严格按照国家测量规范。
步骤3,在步骤3确定的控制点实际位置埋设具有中心标志的标石,以代表对应的控制点;
本步骤为埋石,具体的,埋设具有中心标志的标石,以精确标志点位,点的标石和标志必须稳定、坚固以利长久保存和利用。
步骤4,在步骤3确定的每个控制点均安装GNSS接收机;设置所述GNSS接收机的工作参数,并记录每个所述控制点的测站信息,包括:控制点点号、GNSS接收机的开关机时间以及GNSS接收机天线的高度;
本步骤为观测,记录测站信息。
步骤5,所述GNSS接收机根据设置的所述工作参数,对所述控制点进行持续静态观测,得到GNSS观测数据;其中,所述GNSS观测数据为所述GNSS接收机接收卫星发出的导航电文而实时计算出的控制点三维位置;
本步骤为外业数据采集,利用GNSS接收机对控制点进行持续静态观测,观测时间根据控制网等级进行自主确定。
下载与所述GNSS接收机相同观测时段对应的精密星历和周边IGS站信息;
数据下载时,包括精密星历和周边IGS站信息。卫星星历表示卫星轨迹,其误差对定位影响较大,精密星历是由若干卫星跟踪站的数据,进行事后处理得到的供卫星精密定位等使用的卫星轨道信息,满足车载移动测量系统检校所需控制点的精度要求。
步骤6,将所述GNSS观测数据、精密星历和周边IGS站信息统一到WGS-84坐标系;其中,所述IGS站信息包括IGS站坐标;
坐标系确定:不同坐标系有不同坐标原点,不同的参考椭球,为避免坐标转换引入误差,要统一坐标系统。车载移动测量系统采用的是WGS-84坐标系,所以数据处理过程的坐标基准为WGS-84坐标,保证坐标的统一性。
步骤7,基于所述精密星历和周边IGS站信息,对各个所述控制点对应的所述GNSS观测数据进行基线解算,得到基线向量的整数解;
基线解算过程实际主要是一个平差的过程,平差所采用的观测值主要是双差观测值,在进行基线解算时,主要分成三个阶段进行,具体过程如下:
步骤7.1,初始平差步骤:
根据双差观测方程,组成误差方程,然后再组成法方程,求解待定参数的精度信息,结果为:
待定参数:
待定参数的协因数阵:
单位权中误差:
其中:
为待定的GNSS观测向量;
和为向量、向量的协因数阵;
和为向量、向量的互协因数阵;
V为观测值残差;
P为观测值权阵;
f为多余观测值数量,当观测值权阵确定后,单位权方差的数值就取决于观测值残差,总体上看,残差越大,其数值越大;
步骤7.2,通过初始平差步骤,由于观测误差、随机模型和函数模型不完善原因,解算的整周模糊度参数并非整数,此时对应的基线解释基线向量的浮动解,因此,首先确定整周模糊度,将整周模糊度当作未知参数和坐标差(ΔX,ΔY,ΔZ)参数同时解算,当确定整周模糊度的整数值后,与之相对应的基线向量就是基线向量的整数解,即固定解。
步骤8,利用所述IGS站坐标,提高起算点精度,与GNSS网进行约束平差,具体过程如下:
步骤8.1,利用最终参与无约束平差的步骤7得到的所述基线向量形成观测方程,观测值的权阵采用在无约束平差中经过调整后最终确定的观测值权阵;
步骤8.2,利用已知的所述IGS站坐标,已知边等条件,形成限制条件方程;
步骤8.3,所述观测方程和所述限制条件方程形成数学模型;对所述数学模型进行求解,得出待定参数的估值与GNSS观测值的平差值、GNSS观测值的改正数以及相应的精度统计信息;其中,所述待定参数的估值是指:每个所述控制点位置的估值,即:每个所述控制点的全球坐标值,其在X、Y和Z三个方向上的分量分别表示为:
步骤9,基于步骤8.3得到的控制点的全球坐标值,对车载移动测量系统进行检校;
基于全球坐标的检校,车载移动测量系统利用GPS进行定位并转换成地方坐标,为避免坐标转换误差,并同平差解算数据形成坐标系统的统一,将解算数据一致转换成空间直角坐标进行车载移动测量系统检校,具体过程如下:
步骤9.1,构建检校模型:检校模型主要构建车载点云数据与实际坐标的检校过程,以激光扫描仪的原始坐标([Xlaser Ylaser Zlaser]T)作为初始值,矩阵R0的组成元素α,β,γ为需要检校的安置角参数,平差解算数据为最终结果参数;检校模型如下:
其中:
[XECEF YECEF ZECEF]T为被扫描地物点的空间直角坐标;T为转置;
[Xgps Ygps Zgps]T为GPS接收机的中心点坐标;
RM为当地水平坐标系到空间直角坐标系的旋转矩阵;
RN为惯性导航系统坐标系到当地水平坐标系的旋转矩阵;
R0为激光雷达扫描仪的三维坐标系到惯性导航系统坐标系的角度旋转矩阵;
RL为激光雷达扫描仪的角度矩阵;
S表示某一时刻激光发射中心到激光反射脚点的距离;
[ΔXLI ΔYLI ΔZLI]T为激光雷达扫描仪的三维坐标系到惯性导航系统坐标系的平移矩阵;
[ΔXIG ΔYIG ΔZIG]T表示当地水平坐标系的中心与GPS天线的相位中心点之间的坐标平移量;
其中,角度旋转矩阵R0的组成元素α,β,γ为需要检校的激光雷达扫描仪的安置角参数,α为绕X轴旋转的安置角,β为绕Y轴旋转的安置角,γ为绕Z轴旋转的安置角;
步骤9.2,对所述检校模型进行解算,具体的,利用间接平差最小二乘原理求解所述检校模型,其中,检校参数为α,β,γ,其他均为已知数;具体步骤为:
步骤9.2.1,设定安置角参数初始值;其中,安置角参数初始值为激光雷达扫描仪的原始坐标([Xlaser Ylaser Zlaser]T);
步骤9.2.2,令
其中:为检校模型独立参数平差值,X0为参数近似值,为近似值改正数;
则平差值方程为:
其中:
vx、vy、vz分别为x坐标轴、y坐标轴和z坐标轴方向的误差值;
表示点云测量坐标值;
表示步骤8.3得到的控制点的全球坐标值;
表示点云测量坐标值的三个坐标分量对角度α所求偏导;
表示点云测量坐标值的三个坐标分量对角度β所求偏导;
表示点云测量坐标值的三个坐标分量对角度γ所求偏导;
步骤9.2.3,平差值方程的矩阵形式表示为:
V=BX-L (5)
其中:
X=[Δα Δβ Δγ] (6)
其中:
V为误差值组成的矩阵:
B为待求的改正数的系数矩阵;
X为待定改正数参数组成的矩阵:
L为特征点已知坐标和特征点近似值之差组成的矩阵;
Δα、Δβ、Δγ分别为安置角α、安置角β和安置角γ的改正数;
步骤9.2.4,根据最小二乘平差方法,列出法方程:
BTPBX=BTPL (9)
其中:
P为观测值的权阵,车载测量属于同精度观测,重要程度相同,权数为1;
步骤9.2.5,由此得到法方程解的表达式:
X=(BTB)-1BTL (10)
其中,X为平差后的安置角参数,由此求解得到安置角参数平差结果;
步骤9.2.6,将得到的安置角参数平差结果与安置角参数初始值相减,如果差值超过预设定的安置角参数平差阈值,则将本次得到的安置角参数平差结果作为下次计算使用的安置角参数初始值,返回步骤9.2.2迭代计算;如果差值没有超过预设定的安置角参数平差阈值,则表明平差收敛,从而得到最终的安置角参数平差结果,即为车载移动测量系统的检校参数值。
现有技术中,控制点坐标获取的方法主要有:
1.直接量测法。通过全站仪从高等级已知点进行直接测量传递。该方法受外界环境、通视条件等干扰比较严重,遇到障碍物需要多次转点,测量范围有限,系统误差的影响比较大。同时,全站仪测量坐标为经过投影的地方坐标,车载移动测量系统数据处理需要进行坐标变换,因为参考椭球和坐标原点等不同,投影变换过程中不可避免的引入误差,对车载移动测量系统检校带来干扰。
2与附近大地点联测的静态观测方法,即静态相对定位测量。利用多台GNSS接收机安置在不同已知点或未知点上,保证各GNSS接收机固定不动,同步观测一段时间内相同的GNSS卫星数据技术,具有自动化程度高、能够全天候作业、不受气候和地形条件限制、无需通视等优点,但由于已知控制点较难获取,需要经过坐标变换才能被使用,作业效率相对较低,坐标转换过程中存在不必要误差。
而本发明提出的一种基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法,具有以下优点:
(1)数据获取方式简单,IGS无偿向全球用户提供各种GPS信息服务,精密星历和站点坐标信息可直接从网上下载;
(2)操作简单,利用现有商业软件对观测到数据进行处理,快速直观获得控制点坐标;
(3)检校坐标精度高,与全球IGS联测,直接获取高精度全球坐标,避免坐标传递误差,同时车载移动测量系统采用WGS-84坐标系统进行定位,车载检校可直接利用解算到的控制点全球坐标,避免控制点与车载移动测量系统为达到统一坐标系进行坐标转换的过程,大大提高检校的精度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,根据车载移动测量系统检校需求,设计控制网;设计要素包括:控制点的数量、控制点的分布以及控制点的地理坐标;
步骤2,根据步骤1设计的所述控制点的地理坐标,在对应地理位置附近进行现场实际踏勘,确定控制点实际位置;
步骤3,在步骤3确定的控制点实际位置埋设具有中心标志的标石,以代表对应的控制点;
步骤4,在步骤3确定的每个控制点均安装GNSS接收机;设置所述GNSS接收机的工作参数,并记录每个所述控制点的测站信息,包括:控制点点号、GNSS接收机的开关机时间以及GNSS接收机天线的高度;
步骤5,所述GNSS接收机根据设置的所述工作参数,对所述控制点进行持续静态观测,得到GNSS观测数据;其中,所述GNSS观测数据为所述GNSS接收机接收卫星发出的导航电文而实时计算出的控制点三维位置;
下载与所述GNSS接收机相同观测时段对应的精密星历和周边IGS站信息;
步骤6,将所述GNSS观测数据、精密星历和周边IGS站信息统一到WGS-84坐标系;其中,所述IGS站信息包括IGS站坐标;
步骤7,基于所述精密星历和周边IGS站信息,对各个所述控制点对应的所述GNSS观测数据进行基线解算,得到基线向量的整数解;
步骤8,利用所述IGS站坐标,提高起算点精度,与GNSS网进行约束平差,具体过程如下:
步骤8.1,利用步骤7得到的所述基线向量形成观测方程,观测值的权阵采用在无约束平差中经过调整后最终确定的观测值权阵;
步骤8.2,利用已知的所述IGS站坐标,形成限制条件方程;
步骤8.3,所述观测方程和所述限制条件方程形成数学模型;对所述数学模型进行求解,得出待定参数的估值与GNSS观测值的平差值、GNSS观测值的改正数;其中,所述待定参数的估值是指:每个所述控制点位置的估值,即:每个所述控制点的全球坐标值,其在X、Y和Z三个方向上的分量分别表示为:
步骤9,基于步骤8.3得到的控制点的全球坐标值,对车载移动测量系统进行检校,具体包括以下步骤:
步骤9.1,构建检校模型:
其中:
[XECEF YECEF ZECEF]T为被扫描地物点的空间直角坐标;T为转置;
[Xgps Ygps Zgps]T为GPS接收机的中心点坐标;
RM为当地水平坐标系到空间直角坐标系的旋转矩阵;
RN为惯性导航系统坐标系到当地水平坐标系的旋转矩阵;
R0为激光雷达扫描仪的三维坐标系到惯性导航系统坐标系的角度旋转矩阵;
RL为激光雷达扫描仪的角度矩阵;
S表示某一时刻激光发射中心到激光反射脚点的距离;
[ΔXLI ΔYLI ΔZLI]T为激光雷达扫描仪的三维坐标系到惯性导航系统坐标系的平移矩阵;
[ΔXIG ΔYIG ΔZIG]T表示当地水平坐标系的中心与GPS天线的相位中心点之间的坐标平移量;
其中,角度旋转矩阵R0的组成元素α,β,γ为需要检校的激光雷达扫描仪的安置角参数,α为绕X轴旋转的安置角,β为绕Y轴旋转的安置角,γ为绕Z轴旋转的安置角;
步骤9.2,对所述检校模型进行解算,具体的,利用间接平差最小二乘原理求解所述检校模型,其中,检校参数为α,β,γ,其他均为已知数;具体步骤为:
步骤9.2.1,设定安置角参数初始值;其中,安置角参数初始值为激光雷达扫描仪的原始坐标([Xlaser Ylaser Zlaser]T);
步骤9.2.2,令
其中:为检校模型独立参数平差值,X0为参数近似值,为近似值改正数;
则平差值方程为:
其中:
vx、vy、vz分别为x坐标轴、y坐标轴和z坐标轴方向的误差值;
表示点云测量坐标值;
表示步骤8.3得到的控制点的全球坐标值;
表示点云测量坐标值的三个坐标分量对角度α所求偏导;
表示点云测量坐标值的三个坐标分量对角度β所求偏导;
表示点云测量坐标值的三个坐标分量对角度γ所求偏导;
步骤9.2.3,平差值方程的矩阵形式表示为:
V=BX-L (5)
其中:
X=[Δα Δβ Δγ] (6)
其中:
V为误差值组成的矩阵:
B为待求的改正数的系数矩阵;
X为待定改正数参数组成的矩阵:
L为特征点已知坐标和特征点近似值之差组成的矩阵;
Δα、Δβ、Δγ分别为安置角α、安置角β和安置角γ的改正数;
步骤9.2.4,根据最小二乘平差方法,列出法方程:
BTPBX=BTPL(9)
其中:
P为观测值的权阵,车载测量属于同精度观测,重要程度相同,权数为1;
步骤9.2.5,由此得到法方程解的表达式:
X=(BTB)-1BTL(10)
其中,X为平差后的安置角参数,由此求解得到安置角参数平差结果;
步骤9.2.6,将得到的安置角参数平差结果与安置角参数初始值相减,如果差值超过预设定的安置角参数平差阈值,则将本次得到的安置角参数平差结果作为下次计算使用的安置角参数初始值,返回步骤9.2.2迭代计算;如果差值没有超过预设定的安置角参数平差阈值,则表明平差收敛,从而得到最终的安置角参数平差结果,即为车载移动测量系统的检校参数值。
2.根据权利要求1所述的基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法,其特征在于,步骤7具体为:
步骤7.1,初始平差步骤:
根据双差观测方程,组成误差方程,然后再组成法方程,求解待定参数的精度信息,结果为:
待定参数:
待定参数的协因数阵:
单位权中误差:
其中:
为待定的GNSS观测向量;
和为向量、向量的协因数阵;
和为向量、向量的互协因数阵;
V为观测值残差;
P为观测值权阵;
f为多余观测值数量,当观测值权阵确定后,单位权方差的数值就取决于观测值残差,总体上看,残差越大,其数值越大;
步骤7.2,通过初始平差步骤,由于观测误差、随机模型和函数模型不完善原因,解算的整周模糊度参数并非整数,此时对应的基线解释基线向量的浮动解,因此,首先确定整周模糊度,将整周模糊度当作未知参数和坐标差(ΔX,ΔY,ΔZ)参数同时解算,当确定整周模糊度的整数值后,与之相对应的基线向量就是基线向量的整数解,即固定解。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910429584.7A CN110081909A (zh) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | 基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910429584.7A CN110081909A (zh) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | 基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110081909A true CN110081909A (zh) | 2019-08-02 |
Family
ID=67421373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910429584.7A Pending CN110081909A (zh) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | 基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110081909A (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110672031A (zh) * | 2019-09-10 | 2020-01-10 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种同时以点与面特征约束的三维激光扫描的检校方法 |
CN111273687A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-12 | 上海交通大学 | 基于gnss观测量和机间测距的多无人机协同相对导航方法 |
CN111581866A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-25 | 中国特种设备检测研究院 | 储罐性能测试方法、装置、计算机设备和可读存储介质 |
CN112595325A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-02 | 武汉汉宁轨道交通技术有限公司 | 初始位置确定方法、装置、电子设备和存储介质 |
CN112711047A (zh) * | 2019-10-25 | 2021-04-27 | 中国石油天然气集团有限公司 | Gnss网平差方法及装置 |
CN113050024A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-06-29 | 河海大学 | 一种基于测边网平差与秩亏自由网延拓的标定方法 |
CN113483663A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-10-08 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种三维大尺寸拼接多阵面测试标校系统及标校方法 |
CN116204756A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-06-02 | 武汉大学 | 一种多分析中心精密站坐标产品综合方法及系统 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101581778A (zh) * | 2009-06-26 | 2009-11-18 | 长安大学 | 利用陀螺全站仪求取隐蔽点itrf框架坐标的方法 |
CN104598746A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-05-06 | 国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心 | 坐标转换模型适用性判别方法 |
CN104614747A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-05-13 | 国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心 | Gnss网布测方法 |
CN105091850A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-11-25 | 国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心 | 新型大地基准建网方法 |
CN105844995A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-10 | 中铁第勘察设计院集团有限公司 | 基于车载LiDAR技术的铁路线路运营维护测量方法 |
CN106871776A (zh) * | 2017-02-14 | 2017-06-20 | 千寻位置网络有限公司 | 一种基于gnss的实时变形监测系统 |
CN107389029A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-11-24 | 北京市水文地质工程地质大队 | 一种基于多源监测技术融合的地面沉降集成监测方法 |
CN108278968A (zh) * | 2018-01-17 | 2018-07-13 | 北京建筑大学 | 一种车载扫描系统控制点检校方法 |
-
2019
- 2019-05-22 CN CN201910429584.7A patent/CN110081909A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101581778A (zh) * | 2009-06-26 | 2009-11-18 | 长安大学 | 利用陀螺全站仪求取隐蔽点itrf框架坐标的方法 |
CN104598746A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-05-06 | 国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心 | 坐标转换模型适用性判别方法 |
CN104614747A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-05-13 | 国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心 | Gnss网布测方法 |
CN105091850A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-11-25 | 国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心 | 新型大地基准建网方法 |
CN105844995A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-10 | 中铁第勘察设计院集团有限公司 | 基于车载LiDAR技术的铁路线路运营维护测量方法 |
CN106871776A (zh) * | 2017-02-14 | 2017-06-20 | 千寻位置网络有限公司 | 一种基于gnss的实时变形监测系统 |
CN107389029A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-11-24 | 北京市水文地质工程地质大队 | 一种基于多源监测技术融合的地面沉降集成监测方法 |
CN108278968A (zh) * | 2018-01-17 | 2018-07-13 | 北京建筑大学 | 一种车载扫描系统控制点检校方法 |
Non-Patent Citations (8)
Title |
---|
康世英等: "GPS网WGS-84起算点坐标的来源分析", 《地矿测绘》 * |
李征航等: "《GPS测量与数据处理(第三版)》", 31 May 2016, 武汉大学出版社 * |
李征航等: "《卫星导航定位新技术及高精度数据处理方法》", 31 October 2009, 武汉大学出版社 * |
李鑫: "车载移动测量系统误差分析与检校方法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库基础科学辑》 * |
申兴旺: "车载激光扫描系统高精度整体检校技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库基础科学辑》 * |
郭固良等: "一种快速获取GPS控制网精确WGS_84坐标方法", 《北京测绘》 * |
闻洪峰: "基于IGS连续运行基准站求取2000国家大地坐标系坐标的方法", 《地理空间信息》 * |
隋显庭 等: "基于线激光传感器旋转扫描的空间高精度三维测量方法", 《新技术新工艺》 * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110672031A (zh) * | 2019-09-10 | 2020-01-10 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种同时以点与面特征约束的三维激光扫描的检校方法 |
CN112711047A (zh) * | 2019-10-25 | 2021-04-27 | 中国石油天然气集团有限公司 | Gnss网平差方法及装置 |
CN111273687A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-12 | 上海交通大学 | 基于gnss观测量和机间测距的多无人机协同相对导航方法 |
CN111581866A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-25 | 中国特种设备检测研究院 | 储罐性能测试方法、装置、计算机设备和可读存储介质 |
CN111581866B (zh) * | 2020-05-14 | 2023-11-24 | 中国特种设备检测研究院 | 储罐性能测试方法、装置、计算机设备和可读存储介质 |
CN112595325A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-02 | 武汉汉宁轨道交通技术有限公司 | 初始位置确定方法、装置、电子设备和存储介质 |
CN113050024A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-06-29 | 河海大学 | 一种基于测边网平差与秩亏自由网延拓的标定方法 |
CN113483663A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-10-08 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种三维大尺寸拼接多阵面测试标校系统及标校方法 |
CN116204756A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-06-02 | 武汉大学 | 一种多分析中心精密站坐标产品综合方法及系统 |
CN116204756B (zh) * | 2023-04-28 | 2023-07-07 | 武汉大学 | 一种多分析中心精密站坐标产品综合方法及系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110081909A (zh) | 基于全球定位控制点坐标的车载移动测量系统检校方法 | |
CN109917356B (zh) | 一种机载激光扫描系统误差标定方法 | |
Kager | Discrepancies between overlapping laser scanner strips–simultaneous fitting of aerial laser scanner strips | |
CN111724477A (zh) | 一种多源数据融合构建多层次三维地形模型方法 | |
CN108278968A (zh) | 一种车载扫描系统控制点检校方法 | |
Scaioni | Direct georeferencing of TLS in surveying of complex sites | |
Przybilla et al. | Interaction between direct georeferencing, control point configuration and camera self-calibration for RTK-based UAV photogrammetry | |
Xu | Application of GPS-RTK technology in the land change survey | |
CN106597416A (zh) | 一种地面GPS辅助的LiDAR数据高程差的误差修正方法 | |
CN110426723A (zh) | 一种卫星定位gga数据的获取与地图发布的方法 | |
Fraser et al. | Sub-metre geopositioning with Ikonos GEO imagery | |
CN105444778B (zh) | 一种基于成像几何反演的星敏感器在轨定姿误差获取方法 | |
CN106556383B (zh) | 一种rtk倾斜补偿测量精度验证的方法 | |
CN110286395A (zh) | 一种北斗系统定位精度计算方法 | |
CN112461231A (zh) | 一种多星图融合的天文定位方法 | |
CN108151698A (zh) | 一种基于轴线相交法的天线旋转中心标校方法 | |
CN110261876A (zh) | 高精度位置无关的gnss监测虚拟基准方法 | |
Yuan | A novel method of systematic error compensation for a position and orientation system | |
CN109613582A (zh) | 一种车载实时单频米级伪距定位方法 | |
Yu et al. | Automatic extrinsic self-calibration of mobile LiDAR systems based on planar and spherical features | |
CN104684075B (zh) | 电子装置及其定位方法 | |
CN108253942A (zh) | 一种提高倾斜摄影测量空三质量的方法 | |
CN102128618B (zh) | 主动式动态定位方法 | |
CN110058211B (zh) | 一种车载LiDAR测量系统检校初值的获取方法及装置 | |
Newsome et al. | GPS coordinate transformation parameters for Jamaica |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190802 |