本文選題：星載激光測高儀 + 地面探測器法　； 參考：《長安大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：星載激光雷達又被稱為星載激光測高儀,因采用衛(wèi)星平臺,它的運行軌道高、觀測視野廣,因此具有覆蓋范圍大、測距精度高等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于林業(yè)、極地冰蓋高程測量等領(lǐng)域。衛(wèi)星激光測高將成為快速獲取高程控制點的新型手段,可以彌補國內(nèi)交通不便地區(qū)或境外地區(qū)布設(shè)控制點困難的問題,利用獲取的高精度高程控制點聯(lián)合光學(xué)影像進行區(qū)域網(wǎng)平差提高立體測圖精度,為后續(xù)的全球觀測提供基礎(chǔ)和保障。衛(wèi)星在發(fā)射升空以及在軌運行過程中,激光測高儀會產(chǎn)生多項系統(tǒng)誤差,所以有必要經(jīng)過在軌幾何檢校消除系統(tǒng)誤差。本文以國內(nèi)首顆對地觀測激光試驗性載荷-資源三號02星的激光測高儀為研究對象。首先,對國內(nèi)外激光測高儀的在軌幾何檢校方法進行研究,總結(jié)各自方法的原理和處理流程,分析對比每種方法的優(yōu)缺點;其次,構(gòu)建了星載激光嚴(yán)密幾何模型,在該模型基礎(chǔ)上對主要誤差源進行分析。通過相對與絕對的驗證方式對在軌檢校后的高程精度進行驗證;最后,以天津地區(qū)為例,對激光測高數(shù)據(jù)輔助RFM模型的區(qū)域網(wǎng)平差進行研究,證明了激光測高數(shù)據(jù)與光學(xué)影像聯(lián)合區(qū)域網(wǎng)平差的可行性,能夠改善立體定位精度。本文的主要研究內(nèi)容及具體工作如下:(1)總結(jié)了國內(nèi)外現(xiàn)有的主要星載激光測高系統(tǒng),闡述了它們的工作原理,利用星上獲取的姿態(tài)、軌道參數(shù)以及激光器在衛(wèi)星本體坐標(biāo)系下的安裝關(guān)系構(gòu)建嚴(yán)密幾何模型,并對主要的誤差源進行分析。通過建立傾斜地形測距誤差模型,分析軌道高度、激光指向角、地表坡度對測距精度的影響。對目前常用的星載激光測高儀在軌幾何檢校方法進行梳理,對比分析每種方法的優(yōu)勢和不足,對國產(chǎn)激光測高儀在軌檢校方法的選取具有一定參考價值。(2)根據(jù)資源三號02星激光測高儀的特點,適合采用地面探測器法進行在軌檢校。推導(dǎo)基于地面探測器法檢校的解算流程。對星上下傳的原始激光數(shù)據(jù)進行解包,獲取軌道、姿態(tài)、激光測距值,代入嚴(yán)密幾何模型中解算激光測高數(shù)據(jù),并對獲取的數(shù)據(jù)質(zhì)量進行分析。分別采用相對與絕對的方式對在軌幾何檢校后的高程精度進行驗證。(3)以天津地區(qū)為實驗區(qū)域,對激光測高數(shù)據(jù)輔助RFM模型進行區(qū)域網(wǎng)平差的可行性進行研究。通過立體區(qū)域網(wǎng)平差模型、RFM系統(tǒng)誤差補償模型對建立的平高控制分離區(qū)域網(wǎng)平差模型進行驗證,實驗結(jié)果表明,所建立的模型可以改善直接立體定位的精度,且精度與傳統(tǒng)的立體區(qū)域網(wǎng)平差精度相當(dāng),證明了該模型的可行性,為激光測高數(shù)據(jù)輔助RFM模型進行區(qū)域網(wǎng)平差提供了理論支持。
[Abstract]:Satellite borne laser radar is also known as satellite borne laser Grohe. Because of its high orbit and wide observation field of vision, satellite platform has the advantages of large coverage and high ranging precision. It is widely used in forestry, polar ice height measurement and so on. Satellite laser height measurement will be a new method for rapid acquisition of elevation control points. In order to make up for the problem of setting up the control point in the inconvenient traffic area or overseas area, the precision of the three-dimensional mapping is improved by the combined optical image of high precision height control point combined with the optical image, which provides the basis and guarantee for the follow-up global observation. The laser measuring Grohe will produce in the process of launching and lifting and in orbit. There are many systematic errors, so it is necessary to eliminate systematic errors through the orbit geometric calibration. In this paper, the first laser altimeter of the ground observation laser test load three star 02 star is studied in this paper. First, the method of the in-orbit geometric calibration of the laser measuring Grohe at home and abroad is studied, and the principles and processing flow of the respective methods are summarized. The advantages and disadvantages of each method are analyzed and compared. Secondly, the rigorous geometric model of the spaceborne laser is constructed, and the main error sources are analyzed on the basis of the model. The elevation accuracy of the orbit calibration is verified by relative and absolute verification. Finally, the Tianjin area is taken as an example to assist the RFM model of the laser altimetry data. The study of adjustment proves the feasibility of the adjustment of the laser altimetry data and the optical image joint regional network, and can improve the accuracy of the stereo positioning. The main research contents and specific work of this paper are as follows: (1) the main star borne laser altimetry systems at home and abroad are summarized, and their working principles are expounded, and the attitude and orbit obtained from the stars are used. The path parameters and the installation relationship of the laser in the satellite's body coordinate system are built, and the main error sources are analyzed. The influence of the orbit height, the direction angle of the laser and the surface slope on the distance precision is analyzed by setting up the range error model of the tilted terrain. The method is combed, and the advantages and disadvantages of each method are compared and analyzed. It is of certain reference value for the selection of the domestic laser Grohe testing method on orbit. (2) according to the characteristics of the 02 star laser of the resource three, the ground detector method is suitable for the orbit calibration. The original laser data is unwrapped up and down, and the orbit, attitude, laser ranging value are obtained, and the laser altimetry data are calculated in the strict geometric model, and the obtained data quality is analyzed. The Gao Chengjing degree after the orbit geometric verification is verified by relative and absolute method. (3) the excitation of the Tianjin area is the experimental area. The feasibility of regional network adjustment with high data RFM model is studied. Through the model of three-dimensional network adjustment and the error compensation model of RFM system, the model of the flat height control separation area network adjustment is verified. The experimental results show that the established model can improve the accuracy of direct stereotyping, and the accuracy and the traditional one can be improved. The adjustment accuracy of the stereoscopic regional network is equivalent, which proves the feasibility of the model. It provides theoretical support for the adjustment of regional network with the aid of laser altimeter data aided RFM model.

【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P237

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本文編號：1780323