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IMU/GPS辅助航空摄影测量误差源与定位精度分析研究
作 者: 李团好
导 师: 李英成
学 校: 河南理工大学
专 业: 测绘工程
关键词: IMU/GPS 直接地理定位 空中三角测量 检校 误差源分析
分类号: P231
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 281次
引 用: 1次
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内容摘要
本文在系统地阐述IMU/GPS辅助航空摄影测量的基本原理、方法与关键技术的基础上,着重对IMU/GPS辅助航空摄影测量的两种方法——IMU/GPS直接地理定位和IMU/GPS辅助空中三角测量的原理进行了详细介绍,然后对IMU/GPS辅助航空摄影测量的主要误差源进行了分析,提出了两种对系统误差进行检校的方法。最后,结合在布控困难地区开展的试验,对该方法可达到的精度指标进行了分析和验证。主要内容如下:(1)阐述了IMU、GPS及IMU/GPS组合的基本原理和优势,介绍了惯性导航和摄影测量中常用的坐标系。(2)对IMU/GPS直接地理定位的原理及系统集成误差进行了说明,并对飞机姿态变化引起的GPS偏心分量变化进行了定量分析,然后通过试验验证了此变化对定位精度的影响。(3)论述了IMU/GPS辅助航空摄影测量的主要误差源、系统误差检校及改正方法,着重对检校场的布设方法、原理、像控点布设方案和系统误差检校方法进行了详细分析。(4)对IMU/GPS辅助空中三角测量的原理及数学模型进行了详细介绍,并通过在南澳-阳江和玉环摄区的大量试验进行验证分析,讨论了其可达到的精度。
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全文目录
致谢 4-6 摘要 6-7 Abstract 7-11 1 绪论 11-19 1.1 选题背景和意义 11-13 1.1.1 选题背景 11-12 1.1.2 研究意义 12-13 1.2 国内外研究现状 13-17 1.2.1 国外研究情况 13-15 1.2.2 国内研究情况 15-17 1.3 本文主要内容和结构安排 17-19 2 IMU/GPS 组合原理及相关技术 19-29 2.1 惯性导航系统(Inertial Navigation System) 19 2.1.1 惯性导航系统基本组成与分类 19 2.1.2 惯性导航基本原理 19 2.2 GPS 基本原理 19-21 2.2.1 GPS 的组成 19-20 2.2.2 GPS 原理 20-21 2.3 IMU/GPS 组合系统 21-23 2.3.1 IMU/GPS 组合基本概念 21-22 2.3.2 两种IMU/GPS 组合方式 22 2.3.3 IMU/GPS 辅助航空摄影测量技术 22-23 2.4 惯性导航坐标系与摄影测量坐标系定义 23-28 2.4.1 惯性导航坐标系 23-26 2.4.2 摄影测量坐标系 26 2.4.3 偏心角含义及解算 26-28 2.5 本章小结 28-29 3 IMU/GPS 直接地理定位 29-43 3.1 IMU/GPS 直接地理定位原理 29 3.2 IMU/GPS 直接地理定位误差分析 29-36 3.2.1 GPS 天线相位中心偏离航摄仪投影中心时的误差分析 33-35 3.2.2 GPS 天线相位中心在航摄仪投影中心正上方时的误差分析 35-36 3.3 GPS 偏心分量变化及对地定位精度影响分析 36-40 3.3.1 像空间辅助坐标系下偏心分量影响分析 36-37 3.3.2 物方坐标系下偏心分量影响分析 37-40 3.4 本章小结 40-43 4 IMU/GPS 辅助航空摄影测量误差源与检校 43-59 4.1 IMU/GPS 辅助航空摄影测量的主要误差源 43-45 4.2 检校场布设及飞行 45-53 4.2.1 检校场设计方案 45-49 4.2.2 检校场布设方法 49-52 4.2.3 检校场和像控点布设方法 52-53 4.3 检校方法 53-57 4.3.1 常规检校法 54-55 4.3.2 严密检校法 55-56 4.3.3 系统误差改正 56-57 4.4 本章小结 57-59 5 IMU/GPS 辅助空中三角测量原理及试验分析 59-75 5.1 IMU/GPS 辅助空中三角测量原理 59-61 5.1.1 ISO 误差方程 60-61 5.1.2 法方程式及解算 61 5.2 试验情况 61-74 5.2.1 测区类别划分 61-62 5.2.2 测试概况 62-63 5.2.3 南澳-阳江摄区测试试验 63-68 5.2.4 玉环测试区试验 68-74 5.3 本章小结 74-75 6 结论与展望 75-77 6.1 本文研究内容总结 75 6.2 应用展望 75-77 参考文献 77-81 作者简历 81-83 学位论文数据集 83-84 详细摘要 84-92
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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 摄影测量学与测绘遥感 > 航空摄影测量
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