本文關(guān)鍵詞：空地一體化快速成圖關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：國家各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)離不開大中比例尺基礎(chǔ)圖件的支撐。隨著新農(nóng)村建設(shè)和新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快推進(jìn),各種地形圖產(chǎn)品需求急速擴(kuò)大帶來的用圖矛盾日益突出。目前,獲取地形圖產(chǎn)品主要來源于衛(wèi)星遙感、傳統(tǒng)航空攝影、新型低空遙感以及常規(guī)數(shù)字化測繪等技術(shù)手段。然而任何單一手段都有其應(yīng)用的局限性,難以滿足當(dāng)前快速獲取大中比例尺基礎(chǔ)圖件的實(shí)際需求。為此,本文提出了空地一體化快速成圖的理論和方法,并對系統(tǒng)集成及軟件開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)展開研究。論文的主要工作內(nèi)容及取得的成果如下：(1)空地一體化快速成圖體系框架與業(yè)務(wù)流程的構(gòu)建。從理論到技術(shù)兩個層面,研究了空地一體化快速成圖系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和總體框架,梳理出系統(tǒng)集成所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)和集成方向。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)集成的總體設(shè)計(jì)與分系統(tǒng)設(shè)計(jì),為系統(tǒng)集成開發(fā)構(gòu)建了明確的開發(fā)目標(biāo)。本文還針對無人機(jī)航測成圖與地面GPS/TS/FOG組合成圖各自的技術(shù)流程特點(diǎn),提出了支撐空地一體化快速成圖的新型業(yè)務(wù)流程。(2)輕小型機(jī)載POS輔助空三技術(shù)研究。根據(jù)輕型無人機(jī)平臺的特點(diǎn),開展了DGPS以及DGPS/IMU輔助空三技術(shù)在無人機(jī)航測成圖中的試驗(yàn)研究,提出了基于超輕型POS的一體化相機(jī)集成設(shè)計(jì)方案,為國內(nèi)無人機(jī)用于1：500大比例尺成圖提供技術(shù)支撐。結(jié)果表明：單純的DGPS輔助空三解算雖有較大的精度提高,但目前還不能直接替代全野外布點(diǎn)的方案,"A7R+AP15"為現(xiàn)階段最優(yōu)組合方案,可以有效解決單純DGPS輔助空三方案的不足,顯著提高成圖精度和成圖效率。(3)研究了無人機(jī)影像高效壓縮與快速顯示技術(shù)方法�；谛〔ㄗ儞Q的圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),研究了快速小波變換方法、嵌入式零樹小波(即EZW)算法以及自適應(yīng)算術(shù)編碼算法,提出了基于影像分塊壓縮和動態(tài)導(dǎo)入的快速顯示策略,開發(fā)了桌面版TIFF影像圖壓縮軟件。測試表明：該軟件能夠滿足不同壓縮率下的大容量影像的壓縮處理,在顯示效率上以6×6分塊數(shù)據(jù)為最高。3GB影像壓縮后在嵌入式平臺上顯示速度達(dá)秒級,壓縮容量提高了9倍。(4)地面GPS/TS/組合定位算法研究及精度分析。針對地面定位復(fù)雜環(huán)境以及GPS信號盲區(qū)嚴(yán)重影響測圖的問題,在系統(tǒng)分析GPS單站差分下的RTK定位、網(wǎng)絡(luò)差分下的RTK定位以及非差PPP定位三種模式的基礎(chǔ)上,提出了基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的GPS/TS組合定位構(gòu)想,從理論上探討了GPS輔助全站儀自由設(shè)站組合定位算法與坐標(biāo)變換算法的可行性與實(shí)用性,從精度分析的角度論證了交會定點(diǎn)的最有利圖形,實(shí)例計(jì)算結(jié)果得出與理論分析一致的結(jié)論。(5)光纖陀螺輔助全站儀自主定向算法研究及試驗(yàn)分析。為拓展全站儀定向功能,研究了基于全站儀高精度轉(zhuǎn)位信息的FOG四位置尋北算法以及真方位角與坐標(biāo)方位角的轉(zhuǎn)換算法,推導(dǎo)了TS輔助下的FOG尋北誤差抑制以及安裝誤差自動補(bǔ)償數(shù)學(xué)模型。數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)測試表明：對于精度為0.02°/h的光纖陀螺儀,單個位置尋北時間超過60s后,定向精度提高已經(jīng)不太明顯：四位置尋北整體精度優(yōu)于±30”,為陀螺儀用于日常地形地籍測繪工作開辟了新的方向。
【關(guān)鍵詞】：無人機(jī) GPS/全站儀 光纖陀螺/全站儀 機(jī)載POS 網(wǎng)絡(luò)通訊 空地一體化 快速成圖
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.1.1 空地一體化成圖的必要性10-11
• 1.1.2 空地一體化成圖及意義11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀及存在問題12-22
• 1.2.1 無人機(jī)航測成圖技術(shù)12-14
• 1.2.2 地面數(shù)字化測繪技術(shù)14-20
• 1.2.3 空地一體化成圖技術(shù)20-22
• 1.3 論文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)22-24
• 1.3.1 課題來源22
• 1.3.2 研究內(nèi)容22-24
• 第二章 空地一體化快速成圖系統(tǒng)架構(gòu)研究24-41
• 2.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)24-29
• 2.1.1 理論體系結(jié)構(gòu)25-26
• 2.1.2 技術(shù)體系結(jié)構(gòu)26-29
• 2.2 系統(tǒng)架構(gòu)與集成設(shè)計(jì)29-34
• 2.2.1 無人機(jī)低空遙感信息采集子系統(tǒng)31-32
• 2.2.2 無人機(jī)低空遙感影像處理子系統(tǒng)32
• 2.2.3 地面GPS/TS/PAD快速定位測圖子系統(tǒng)32-33
• 2.2.4 地面FOG/TS/PDA快速定向測圖子系統(tǒng)33-34
• 2.3 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程34-39
• 2.3.1 UAV航測成圖業(yè)務(wù)流程34-37
• 2.3.2 地面GPS/TS/FOG測圖業(yè)務(wù)流程37-38
• 2.3.3 系統(tǒng)集成后的總體流程38-39
• 2.4 本章小結(jié)39-41
• 第三章 空地一體化快速成圖關(guān)鍵技術(shù)研究41-94
• 3.1 UAV機(jī)載影像傳感器改進(jìn)技術(shù)41-46
• 3.1.1 國內(nèi)無人機(jī)普遍搭載使用的相機(jī)41
• 3.1.2 幾種適合無人機(jī)搭載的新型相機(jī)41-43
• 3.1.3 幾種相機(jī)用于無人機(jī)測量的比較43-45
• 3.1.4 無人機(jī)航攝相機(jī)改進(jìn)及配置的關(guān)鍵45-46
• 3.2 UAV機(jī)載超輕型POS輔助空三技術(shù)46-59
• 3.2.1 概述46-47
• 3.2.2 基于UAV的GPS輔助空三技術(shù)47-53
• 3.2.3 基于UAV的POS輔助空三技術(shù)53-59
• 3.3 復(fù)雜環(huán)境下的GPS/TS組合定位技術(shù)59-85
• 3.3.1 單站差分模式下的GPS RTK快速定位60-62
• 3.3.2 網(wǎng)絡(luò)差分模式下的GPS RTK快速定位62-71
• 3.3.3 GPS非差精密單點(diǎn)定位技術(shù)71-78
• 3.3.4 GPS/TS組合定位算法78-85
• 3.4 信號盲區(qū)下的FOG/TS組合定向技術(shù)85-92
• 3.4.1 光纖陀螺儀尋北原理86-88
• 3.4.2 FOG/TS組合定向算法88-90
• 3.4.3 數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)測試90-92
• 3.5 本章小結(jié)92-94
• 第四章 空地一體化快速成圖系統(tǒng)集成開發(fā)94-126
• 4.1 概述94-97
• 4.1.1 需求分析94-95
• 4.1.2 系統(tǒng)集成方案95-97
• 4.2 系統(tǒng)集成中的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)97-116
• 4.2.1 大容量無人機(jī)影像圖高效壓縮軟件開發(fā)98-103
• 4.2.2 面向嵌入式GIS的無人機(jī)影像圖快速顯示103-107
• 4.2.3 GPS/TS組合定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)107-110
• 4.2.4 FOG/TS定向軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)110-116
• 4.3 系統(tǒng)集成中的硬件設(shè)備改造116-125
• 4.3.1 超棱鏡設(shè)計(jì)與改造116-117
• 4.3.2 數(shù)字通訊模塊設(shè)計(jì)與研制117-122
• 4.3.3 FOG接合器設(shè)計(jì)與安裝122-125
• 4.4 本章小結(jié)125-126
• 第五章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證126-139
• 5.1 實(shí)驗(yàn)應(yīng)用總體概況126-127
• 5.1.1 子系統(tǒng)改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)測試126-127
• 5.1.2 集成系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用127
• 5.2 實(shí)驗(yàn)測試及精度檢驗(yàn)127-130
• 5.2.1 測試概況128
• 5.2.2 測試方案128
• 5.2.3 測試結(jié)果128-130
• 5.3 實(shí)際應(yīng)用及效果評價130-138
• 5.3.1 北京示范區(qū)應(yīng)用130-134
• 5.3.2 上海示范區(qū)應(yīng)用134-136
• 5.3.3 應(yīng)用效果評價136-138
• 5.4 本章小結(jié)138-139
• 第六章 總結(jié)與展望139-142
• 6.1 論文主要研究工作139-140
• 6.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)140
• 6.3 研究展望140-142
• 致謝142-143
• 參考文獻(xiàn)143-149
• 攻讀博士學(xué)位期間的科研工作和學(xué)術(shù)活動149-150

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  本文關(guān)鍵詞：空地一體化快速成圖關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：392923