本文關(guān)鍵詞：對(duì)偶四元數(shù)空中三角測(cè)量研究

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【摘要】：現(xiàn)有的空中三角測(cè)量方法有歐拉角法、單位四元數(shù)法、基于點(diǎn)特征的對(duì)偶四元數(shù)法,其中歐拉角法、單位四元數(shù)法將外方位元素分開(kāi)求解,會(huì)造成旋轉(zhuǎn)平移在時(shí)域上的斷裂,引入耦合誤差,導(dǎo)致定向參數(shù)的解算失敗。同時(shí)由于上述算法沒(méi)有充分考慮空間直線的幾何拓?fù)潢P(guān)系和幾何約束條件,在利用小型無(wú)人機(jī)、近景等系統(tǒng)誤差較大的遙感影像進(jìn)行空中三角測(cè)量時(shí),計(jì)算得到的外方位元素精度較低,無(wú)法滿(mǎn)足后續(xù)攝影測(cè)量作業(yè)的要求,這已成為攝影測(cè)量的理論與技術(shù)發(fā)展的瓶頸。因此如何在統(tǒng)一描述區(qū)域內(nèi)時(shí)間序列影像的旋轉(zhuǎn)和平移的同時(shí),充分利用成像光線的幾何拓?fù)潢P(guān)系,建立可靠的空中三角測(cè)量模型,實(shí)現(xiàn)定向參數(shù)的高精度解算,已經(jīng)成為攝影測(cè)量領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),也是本文的主要研究方向。本文提出以對(duì)偶四元數(shù)為數(shù)學(xué)工具進(jìn)行攝影測(cè)量的全新理論和方法,建立基于直線特征的成像幾何模型,將成像光線用Plücker坐標(biāo)表示,利用對(duì)偶四元數(shù)實(shí)現(xiàn)成像光線在空間中的螺旋運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)了成像光線從像方坐標(biāo)到物方坐標(biāo)的變換。在此基礎(chǔ)上,深入研究序列影像姿態(tài)和位置的統(tǒng)一解算方法,構(gòu)建對(duì)偶四元數(shù)成像幾何模型和空中三角測(cè)量模型,從而提高幾何定位精度。實(shí)驗(yàn)表明,本文提出的方法針對(duì)實(shí)際影像、模擬影像和像點(diǎn)坐標(biāo)存在隨機(jī)誤差時(shí)均能夠獲得正確、穩(wěn)定的定位結(jié)果,相比于傳統(tǒng)的空中三角測(cè)量方法,能獲得更高的精度,對(duì)影像控制點(diǎn)的數(shù)量與分布無(wú)特殊要求,此外,還克服了傳統(tǒng)方法無(wú)法準(zhǔn)確求解大傾角影像外方位元素的缺陷。本文研究成果將提高我國(guó)空中三角測(cè)量的定位精度,為無(wú)人機(jī)等不穩(wěn)定平臺(tái)影像處理提供思路,拓展攝影測(cè)量的應(yīng)用領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】：空中三角測(cè)量 幾何定位 成像幾何模型 直線攝影測(cè)量 對(duì)偶四元數(shù)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：P231.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題研究的背景及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 空中三角測(cè)量12-14
• 1.2.2 對(duì)偶四元數(shù)14
• 1.2.3 Plücker直線14-16
• 1.3 本文的主要工作16-17
• 第二章 對(duì)偶四元數(shù)代數(shù)幾何17-27
• 2.1 對(duì)偶四元數(shù)的基本理論17-21
• 2.1.1 對(duì)偶數(shù)17-18
• 2.1.2 四元數(shù)18-20
• 2.1.3 對(duì)偶四元數(shù)20-21
• 2.2 對(duì)偶四元數(shù)與坐標(biāo)系的螺旋運(yùn)動(dòng)21-23
• 2.3 基于對(duì)偶四元數(shù)的Plücker直線螺旋運(yùn)動(dòng)23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 空中三角測(cè)量模型及其精度分析27-48
• 3.1 坐標(biāo)系統(tǒng)27-31
• 3.2 空中三角測(cè)量模型31-39
• 3.2.1 投影中心位姿近似值32-33
• 3.2.2 誤差方程式33-36
• 3.2.3 法方程式36-37
• 3.2.4 精度評(píng)定37-39
• 3.3 實(shí)驗(yàn)與精度分析39-47
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果43-46
• 3.3.2 精度分析46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 基于對(duì)偶四元數(shù)的Plücker直線空間后方交會(huì)48-62
• 4.1 對(duì)偶四元數(shù)與Plücker成像光線的幾何關(guān)系48
• 4.2 基于對(duì)偶四元數(shù)的Plücker直線空間后方交會(huì)模型48-56
• 4.2.1 誤差方程式50-51
• 4.2.2 法方程式51-53
• 4.2.3 精度評(píng)定53-56
• 4.3 實(shí)驗(yàn)與精度分析56-61
• 4.3.1 小傾角影像實(shí)驗(yàn)56-57
• 4.3.2 大傾角影像實(shí)驗(yàn)57-59
• 4.3.3 不同像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)誤差實(shí)驗(yàn)59-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第五章 基于對(duì)偶四元數(shù)的Plücker直線空中三角測(cè)量62-73
• 5.1 對(duì)偶四元數(shù)與區(qū)域影像Plücker成像光線的幾何關(guān)系62-63
• 5.2 基于對(duì)偶四元數(shù)的Plücker直線空中三角測(cè)量模型63-67
• 5.2.1 誤差方程式63-65
• 5.2.2 法方程式65-66
• 5.2.3 誤差方程式和法方程系數(shù)矩陣結(jié)構(gòu)66-67
• 5.3 實(shí)驗(yàn)與精度分析67-72
• 5.3.1 模擬影像實(shí)驗(yàn)68
• 5.3.2 航空影像實(shí)驗(yàn)68-69
• 5.3.3 不同空中三角測(cè)量方法對(duì)比實(shí)驗(yàn)69-70
• 5.3.4 不同像點(diǎn)坐標(biāo)量測(cè)誤差實(shí)驗(yàn)70-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)和展望73-75
• 6.1 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)73-74
• 6.2 進(jìn)一步工作和展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 致謝80-81
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文情況81

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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本文編號(hào)：1090039