顧及曝光延遲的GPS-IMU輔助空中三角測(cè)量方法的研究.pdf

1、基于GPS/IMU組合系統(tǒng)用于航測(cè)時(shí)，能夠直接得到航攝儀曝光瞬間所攝取像片的位置和姿態(tài)信息參數(shù)，能夠大幅度減少地面控制點(diǎn)數(shù)量，使該技術(shù)在無(wú)人機(jī)航測(cè)中發(fā)揮了重要作用，改變了傳統(tǒng)航測(cè)作業(yè)的較長(zhǎng)周期的工作模式。而且隨著 GPS/IMU技術(shù)的不斷發(fā)展，其獲取數(shù)據(jù)的精度越來(lái)越高，在無(wú)人機(jī)航測(cè)中已經(jīng)成為不可或缺的設(shè)備。但是由于一般輕小型無(wú)人機(jī)體積小、載重輕，通常情況下只配備導(dǎo)航型GPS/IMU組合系統(tǒng)，缺少曝光同步裝置，限制了無(wú)人航測(cè)技術(shù)在高精度測(cè)

2、量領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　本文通過(guò)對(duì)GPS/IMU組合系統(tǒng)工作的有關(guān)原理進(jìn)行剖析，研究總結(jié)了GPS/IMU輔助空三的方法以及原理，并詳細(xì)推導(dǎo)了GPS/IMU組合系統(tǒng)獲得的外方位元素（位置和姿態(tài)參數(shù)）到實(shí)際攝影測(cè)量中應(yīng)用的坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換過(guò)程，并在此基礎(chǔ)上分析了現(xiàn)有的 GPS/IMU輔助空三技術(shù)的不足，從而建立起了一種顧及相機(jī)曝光延遲的GPS/IMU輔助空三方法。并通過(guò)選取兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)的數(shù)據(jù)對(duì)所建立方法進(jìn)行論證，試驗(yàn)結(jié)果表明，本文所建立的顧及相

3、機(jī)曝光延遲的GPS/IMU輔助空三方法是有效的，可行的。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）在闡述GPS/IMU輔助空三的方法、原理和技術(shù)基礎(chǔ)上，說(shuō)明了GPS/IMU組合系統(tǒng)在航測(cè)中的重要作用。
　?。?）分析了GPS/IMU組合系統(tǒng)獲取的外方位元素到攝影測(cè)量中應(yīng)用的坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并對(duì)該過(guò)程如何轉(zhuǎn)換進(jìn)行了比較詳細(xì)的推導(dǎo)分析。論述了偏心角及偏心分量的含義。依據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，研究了在航測(cè)中地面基準(zhǔn)站和檢校場(chǎng)及相應(yīng)飛行方案的設(shè)

4、計(jì)。
　?。?）針對(duì)現(xiàn)有無(wú)人機(jī)航測(cè)中GPS/IMU輔助空三技術(shù)的不足，分析在無(wú)人機(jī)航測(cè)中，無(wú)人機(jī)上搭載的相機(jī)曝光延遲問(wèn)題，分析曝光延遲現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，將曝光延遲作為附加參數(shù)引入 GPS/IMU輔助空三中，以此建立顧及相機(jī)曝光延遲系統(tǒng)誤差的GPS/IMU輔助空三模型。
　　（4）通過(guò)選取兩套無(wú)人機(jī)搭載GPS/IMU組合系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)，應(yīng)用常規(guī)空三，GPS/IMU直接定向法，GPS/IMU輔助空三法以及顧及相機(jī)曝光延遲的GPS/