對偶四元數(shù)絕對定向迭代解法
發(fā)布時(shí)間:2021-11-14 14:44
針對傳統(tǒng)的歐拉角表述的絕對定向迭代解法存在的局限性問題,該文將對偶四元數(shù)應(yīng)用到解析絕對定向中,提出一種利用對偶四元數(shù)描述的絕對定向迭代解法。該方法根據(jù)最小二乘原理求出尺度因子;顧及到模型點(diǎn)坐標(biāo)含有誤差,將模型點(diǎn)坐標(biāo)作為觀測值,對絕對定向方程進(jìn)行線性化;在對偶四元數(shù)單位性和正交性的限制條件下,進(jìn)行間接平差,求解出七個(gè)絕對定向元素。試驗(yàn)結(jié)果表明:該解法正確可靠,能夠適用于大傾角和大尺度,且與傳統(tǒng)歐拉角迭代法相比,具有無須計(jì)算初值、線性化程度高、迭代次數(shù)少、能夠避免繁瑣的三角函數(shù)運(yùn)算、解更加穩(wěn)定等優(yōu)勢,且該方法在一定程度上豐富了絕對定向的解法。
【文章來源】:測繪科學(xué). 2020,45(05)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
方案1在不同傾角和不同尺度因子下的迭代次數(shù)
方案5在不同傾角和不同尺度因子下的迭代次數(shù)
圖2 方案5在不同傾角和不同尺度因子下的迭代次數(shù)由圖1可知,方案1(不考慮不收斂情況)無論是小傾角、大傾角、特大傾角情況,對于相同的平移參數(shù),均是隨著尺度因子的增大,迭代收斂所需的次數(shù)大幅增加。在本試驗(yàn)中,方案1迭代次數(shù)最少為131次,最多達(dá)2 757次。這可從傳統(tǒng)歐拉角迭代法的計(jì)算方法上解釋這種現(xiàn)象:方案1的尺度因子初值為1,對于尺度因子較大的數(shù)據(jù),相應(yīng)就增加了迭代次數(shù)。方案1在特大傾角情況下,尺度因子取150、200時(shí),出現(xiàn)迭代發(fā)散情形,而在不同傾角情況下,尺度因子取10、50、100時(shí),特大傾角情況相對于小傾角情況,迭代次數(shù)明顯有所增加。而傳統(tǒng)的歐拉角迭代法存在不收斂現(xiàn)象,一方面在于隨著傾角的增大,由于初始值與真值偏離太大,導(dǎo)致迭代很難收斂;另一方面隨著尺度因子增大的影響,也間接增加了迭代收斂的次數(shù)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]單位四元數(shù)和物方幾何約束的絕對定向[J]. 高寧,趙星濤,紀(jì)磊,史建東. 測繪科學(xué). 2018(09)
[2]基于對偶四元數(shù)的三維空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換直接解法[J]. 馬濤峰,盧小平,祿豐年. 大地測量與地球動力學(xué). 2017(12)
[3]基于對偶四元數(shù)描述的LiDAR點(diǎn)云解析配準(zhǔn)算法[J]. 孔祥麗. 測繪地理信息. 2017(06)
[4]基于羅德里格矩陣的空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換[J]. 韓夢澤,李克昭. 測繪工程. 2016(04)
[5]對偶四元數(shù)單片空間后方交會算法[J]. 姬亭,盛慶紅,王惠南,劉微微. 中國圖象圖形學(xué)報(bào). 2012(04)
[6]坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)之間的相關(guān)性解析[J]. 杜蘭,張捍衛(wèi),周慶勇,王若璞. 大地測量與地球動力學(xué). 2011(01)
[7]基于正交Procrustes分析的絕對定向閉合解法[J]. 趙志全. 勘察科學(xué)技術(shù). 2010(03)
[8]大旋角影像的絕對定向方法研究[J]. 張永軍,胡丙華,張劍清. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2010(04)
[9]基于對偶四元數(shù)的絕對定向直接解法[J]. 龔輝,江剛武,姜挺,龔志輝. 測繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào). 2009(06)
[10]基于四元數(shù)的三維空間相似變換解算[J]. 趙雙明,郭秋燕,羅研,吳巍. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2009(10)
本文編號:3494825
【文章來源】:測繪科學(xué). 2020,45(05)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
方案1在不同傾角和不同尺度因子下的迭代次數(shù)
方案5在不同傾角和不同尺度因子下的迭代次數(shù)
圖2 方案5在不同傾角和不同尺度因子下的迭代次數(shù)由圖1可知,方案1(不考慮不收斂情況)無論是小傾角、大傾角、特大傾角情況,對于相同的平移參數(shù),均是隨著尺度因子的增大,迭代收斂所需的次數(shù)大幅增加。在本試驗(yàn)中,方案1迭代次數(shù)最少為131次,最多達(dá)2 757次。這可從傳統(tǒng)歐拉角迭代法的計(jì)算方法上解釋這種現(xiàn)象:方案1的尺度因子初值為1,對于尺度因子較大的數(shù)據(jù),相應(yīng)就增加了迭代次數(shù)。方案1在特大傾角情況下,尺度因子取150、200時(shí),出現(xiàn)迭代發(fā)散情形,而在不同傾角情況下,尺度因子取10、50、100時(shí),特大傾角情況相對于小傾角情況,迭代次數(shù)明顯有所增加。而傳統(tǒng)的歐拉角迭代法存在不收斂現(xiàn)象,一方面在于隨著傾角的增大,由于初始值與真值偏離太大,導(dǎo)致迭代很難收斂;另一方面隨著尺度因子增大的影響,也間接增加了迭代收斂的次數(shù)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]單位四元數(shù)和物方幾何約束的絕對定向[J]. 高寧,趙星濤,紀(jì)磊,史建東. 測繪科學(xué). 2018(09)
[2]基于對偶四元數(shù)的三維空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換直接解法[J]. 馬濤峰,盧小平,祿豐年. 大地測量與地球動力學(xué). 2017(12)
[3]基于對偶四元數(shù)描述的LiDAR點(diǎn)云解析配準(zhǔn)算法[J]. 孔祥麗. 測繪地理信息. 2017(06)
[4]基于羅德里格矩陣的空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換[J]. 韓夢澤,李克昭. 測繪工程. 2016(04)
[5]對偶四元數(shù)單片空間后方交會算法[J]. 姬亭,盛慶紅,王惠南,劉微微. 中國圖象圖形學(xué)報(bào). 2012(04)
[6]坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)之間的相關(guān)性解析[J]. 杜蘭,張捍衛(wèi),周慶勇,王若璞. 大地測量與地球動力學(xué). 2011(01)
[7]基于正交Procrustes分析的絕對定向閉合解法[J]. 趙志全. 勘察科學(xué)技術(shù). 2010(03)
[8]大旋角影像的絕對定向方法研究[J]. 張永軍,胡丙華,張劍清. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2010(04)
[9]基于對偶四元數(shù)的絕對定向直接解法[J]. 龔輝,江剛武,姜挺,龔志輝. 測繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào). 2009(06)
[10]基于四元數(shù)的三維空間相似變換解算[J]. 趙雙明,郭秋燕,羅研,吳巍. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2009(10)
本文編號:3494825
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