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弱GNSS信號區(qū)域的GNSS/INS/LiDAR高精度定位方法及其應(yīng)用研究

發(fā)布時間:2021-09-05 05:34
  GNSS導(dǎo)航定位技術(shù)是室外高精度定位的主要手段,在開闊環(huán)境中,GNSS信號不受遮擋,觀測質(zhì)量良好,利用RTK(Real-time Kinematic)等技術(shù)可實現(xiàn)厘米級動態(tài)定位,GNSS高精度定位技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于社會民生各個領(lǐng)域。與之密切相關(guān)的移動測圖系統(tǒng)也得以迅速發(fā)展,它通過GNSS/INS等位置及姿態(tài)傳感器將環(huán)境遙感傳感器(激光雷達(dá)、相機(jī)等)采集到的信息轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的框架下實現(xiàn)高精度的地圖繪制。然而在森林、城市峽谷等區(qū)域內(nèi),GNSS衛(wèi)星信號受到樹冠或者建筑物的遮擋和多次折返射后,造成有效數(shù)據(jù)丟失,信號強(qiáng)度變?nèi)?同時會導(dǎo)致觀測噪聲擴(kuò)大,利用RTK技術(shù)時,其載波相位模糊度很難固定,定位精度從厘米級退化到分米級,甚至米級,制約了 GNSS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度,不能滿足高精度的制圖需要。針對弱GNSS信號區(qū)域中高精度定位的難題,本文采用了基于相對定位的激光雷達(dá)特征匹配與GNSS/INS深度融合,實現(xiàn)該區(qū)域環(huán)境下的高精度定位。本文分別從GNSS/INS導(dǎo)航理論、激光雷達(dá)導(dǎo)航理論、GNSS/INS/激光雷達(dá)多傳感器融合理論等方面對弱GNSS信號區(qū)域的高精度定位可行性進(jìn)行了研究,為移動... 

【文章來源】:武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】:175 頁

【學(xué)位級別】:博士

【部分圖文】:

弱GNSS信號區(qū)域的GNSS/INS/LiDAR高精度定位方法及其應(yīng)用研究


圖1-1論文研究思路框圖??1.3.2研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排??圍繞著弱GNSS信號區(qū)域的高精度定位目標(biāo)和研宄思路,針對其中的關(guān)鍵問??

坐標(biāo)系,地固坐標(biāo)系,地心,載體


各軸平行于右手正交的傳感器輸出軸(Savage,2000)。捷聯(lián)加速度計和陀螺??儀所測比力及角速度投影在b系中(Shm,?2005)。通常認(rèn)為載體坐標(biāo)系和慣性傳??感器坐標(biāo)系重合。其定義也有很多種,例如圖2-2所示,取運動載體的右側(cè)作為??X軸(又稱R軸),前向作為Y軸(又稱F軸),朝上作為Z軸(又稱U軸),如??此定義的坐標(biāo)系也可稱為右前上坐標(biāo)系(Right?Front?Up,RFU)。??20??

示意圖,坐標(biāo)系,載體,激光雷達(dá)


2.1.1.5激光雷達(dá)坐標(biāo)系(L系)??激光雷達(dá)坐標(biāo)系與激光雷達(dá)固連,簡稱L系,一般該坐標(biāo)系在激光雷達(dá)生產(chǎn)??的過程中就已經(jīng)確定,所以也有很多不同的定義方法,例如圖2-3所示,其原點??位于激光脈沖發(fā)射參考點,X軸指向激光雷達(dá)的正前方,Y軸垂直與X軸指向??激光雷達(dá)的左向,Z軸垂直于X、Y軸指向上,構(gòu)成右手坐標(biāo)系。??▲??Z??圖2-3激光雷達(dá)坐標(biāo)系??2.1.2姿態(tài)角定義及相互轉(zhuǎn)換??如果把坐標(biāo)系看作剛體,兩個坐標(biāo)系之間的角度相對關(guān)系即坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)可以??用姿態(tài)來表達(dá)(Savage,?1998)。在慣性導(dǎo)航中,常用的姿態(tài)數(shù)學(xué)表達(dá)方式有歐拉??21??


本文編號:3384773

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