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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:游勳喬
研究生(外文):Hsun-Chiao Yu
論文名稱:空載雷射掃描系統ScaLARS安置角自動化率定之研究
論文名稱(外文):A Study of the Calibration of the Mounting Angles of the Airborne Laser Scanning System ScaLARS
指導教授:尤瑞哲尤瑞哲引用關係
指導教授(外文):Rey-Jer You
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:測量工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:測量工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:空載雷射掃描安置角慣性導航系統全球定位系統
外文關鍵詞:INSmounting anglesairborne laser scanningGPS
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空載雷射掃描是一種嶄新的大規模數值地形量測技術。它通常利用飛機或直昇機搭載一具高精度的雷射掃描器,並且藉著GPS和INS求出載體的位置和姿態,以求得地面掃描點的三維坐標。
雷射掃描器在安置時,可能產生雷射掃描器坐標系和機身坐標系的坐標軸不平行之情形,這兩個不平行的偏差量就是安置角。對於高精度的雷射掃描量測工作來說,安置角的率定是必要的,但其率定必須利用飛行掃描所得到的資料來完成。本文就是針對安置角的率定提出一套有效率的方法與流程,使這項工作可以自動化進行。實驗的結果證實,利用本文所提的方法所得到的成果要比採用人工進行率定的成果較好,而且因為採用了大量的觀測量進行計算,所以實驗的成果也較為可靠。
Airborne laser scanning is a rather new technique for generating huge DEM. It is realized with an airplane or a helicopter that carries a highly accurate laser scanner for measurement, and GPS for the positioning as well as INS for the orientation in order to obtain the 3D coordinates of the laser measurement points on the Earth surface.
When laser scanner is mounted on the carrier, it may occur that the laser scanner coordinate system and the carrier body coordinate system is misaligned. The angles of the misalignments are so call mounting angles. For highly accurate laser scanning works, the calibration procedure of the mounting angles is necessary, and it is possible to be carried out off-line. The purpose of the study is to develop an effective method and procedure for automation calibration. The results of experiment show that the automation calibration can obtain better and more reliable achievements than the man-made calibration, because huge observations are used in the automation calibration.
第一章 緒論..................................1
1.1 前言......................................1
1.2 文獻回顧..................................2
1.3 研究動機與目的............................3
1.4 研究方法..................................4
第二章 ScaLARS空載雷射掃描定位原理...........5
2.1 雷射測距和ScaLARS.........................5
2.1.1 脈衝式射測距............................5
2.1.2 CW雷射測距..............................7
2.1.3 脈衝式雷射測距與CW雷射測距之分析比較....10
2.2 ScaLARS系統簡介...........................11
2.3 ScaLARS的定位方法.........................15
2.3.1 參考坐標系統............................15
2.3.2 雷射點地面坐標的求定....................21
2.4 GPS/INS聯合定位及姿態決定.................25
第三章 雷射點地面坐標理論精度分析............28
3.1 影響點位精度的因素........................28
3.2 由誤差傳播定律推導點位精度................39
3.3 安置角對於點位坐標的影響量................31
第四章 安置角的率定..........................38
4.1 率定方法..................................41
4.1.1 俯仰安置角..............................41
4.1.2 航偏安置角..............................43
4.1.3 側向傾斜安置角..........................44
4.2 現行的率定方法與程序......................47
4.2.1 俯仰安置角..............................47
4.2.2 航偏安置角..............................49
4.2.3 側向傾斜安置角..........................50
4.2.4 現行率定方法與程序的優缺點分析..........51
4.3 自動化率定方法與程序......................51
4.3.1 俯仰安置角..............................53
4.3.2 航偏安置角..............................54
4.3.3 側向傾斜安置角..........................55
4.3.4 自動化率定方法與程序的優缺點分析........58
第五章 實驗與分析............................59
5.1 實驗區介紹................................59
5.1.1 率定區..................................59
5.1.2 測試區..................................61
5.2 率定區的實驗成果與分析....................61
5.2.1 內部精度測試............................64
5.2.2 外部精度測試............................66
5.3 測試區的實驗成果分析......................70
第六章 結論與建議............................73
參考文獻.......................................74
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