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《基于CORS的機(jī)載LiDAR點(diǎn)云坐標(biāo)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換關(guān)鍵技術(shù)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、測繪第36卷第4期2013年8月147基于CORS的機(jī)載LiDAR點(diǎn)云坐標(biāo)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換關(guān)鍵技術(shù)研究李成鋼王滋政羅小軍。石曉春王師(1．廣東省國土資源測繪院，廣東廣州510500；2．廣州市建通測繪技術(shù)開發(fā)有限公司，廣東廣州510663；3．西南交通大學(xué)測量工程系，四川成都610031)[摘要]本文在詳細(xì)分析機(jī)載LiDAR對地觀測原理的基礎(chǔ)上，提出采用CORS系統(tǒng)及區(qū)域精化似大地水準(zhǔn)面成果，進(jìn)行機(jī)載LiDAR點(diǎn)云三維坐標(biāo)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵技術(shù)方法。以廣東省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)(GDCORS)以及廣東省精化似大地水準(zhǔn)面為例，進(jìn)行了廣東省內(nèi)機(jī)載LiDAR點(diǎn)云
2、數(shù)據(jù)應(yīng)用坐標(biāo)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)，廣東省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)及廣東省精化似大地水準(zhǔn)面模型進(jìn)行的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)表明，區(qū)域內(nèi)三維坐標(biāo)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換精度優(yōu)于3cm，正常高基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換精度優(yōu)于5cm。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了上述方法的有效性，為國內(nèi)機(jī)載LiDAR應(yīng)用高精度坐標(biāo)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換提供了重要參考。[關(guān)鍵詞]機(jī)載LiDAR；點(diǎn)云；全球定位系統(tǒng)；廣東省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)；精化似大地水準(zhǔn)面；坐標(biāo)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換[中圖分類號]P237[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1674—5019(2013)04—0147-04StudyonCORSBasedDatumConversionIssuesofAirbo
3、meLiDARPointCloudDataLICheng-gangWANGZi-zhengLUOXiao~unSHIXtno—chunWANGShi1引言果，實(shí)現(xiàn)機(jī)載LiDAR點(diǎn)云三維坐標(biāo)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，獲取平面及水準(zhǔn)高程成果的關(guān)鍵技術(shù)方法和作業(yè)流程。機(jī)載激光雷達(dá)(LightDetectionAndRanging，以廣東省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)(GDCORS)以簡稱LiDAR)是一種基于POS(GPS+IMU)技術(shù)和激及廣東省精化似大地水準(zhǔn)面為例，進(jìn)行了廣東省機(jī)光測距技術(shù)的主動(dòng)式對地觀測系統(tǒng)，LiDAR開辟了由載LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)應(yīng)用坐標(biāo)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)，
4、驗(yàn)證了空中直接獲取高精度三維地面信息的新途徑。與傳上述方法的有效性，為廣東省乃至國內(nèi)機(jī)載LiDAR統(tǒng)航測方式相比，由于LiDAR集成了GPS和POS系應(yīng)用高精度坐標(biāo)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換提供參考。統(tǒng)，無需布設(shè)野外地面控制點(diǎn)，即可實(shí)現(xiàn)分米級平面位置精度及10cm左右的激光測高精度。2基于00RS系統(tǒng)的4維坐標(biāo)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換模型但目前，機(jī)載LiDAR技術(shù)應(yīng)用仍受制于坐標(biāo)基機(jī)載LiDAR系統(tǒng)瞬時(shí)絕對位置由GPS系統(tǒng)及IMU準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的瓶頸：機(jī)載LiDAR系統(tǒng)所獲取的是WGS84(慣性導(dǎo)航系統(tǒng))推算獲得，并作為已知點(diǎn)(Yo，橢球框架下的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，而各類測繪應(yīng)用主要采用，)，屬于W
5、GS84坐標(biāo)系統(tǒng)。根據(jù)機(jī)載LiDAR平各類本地坐標(biāo)基準(zhǔn)。如平面多采用1980西安坐標(biāo)系臺(tái)姿態(tài)測量裝置獲得俯仰角、側(cè)滾角、偏航角統(tǒng)、CGCS2000大地坐標(biāo)系統(tǒng)等；而高程多采用正常K、觀測方向與法線夾角0以及激光測距儀得到的高基準(zhǔn)，如1985國家高程基準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)上述坐標(biāo)基矢量的模s，對地觀測得到的LiDAR點(diǎn)云P數(shù)據(jù)的三準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，傳統(tǒng)方法需分別布設(shè)平面控制網(wǎng)及水準(zhǔn)控維坐標(biāo)(，，Z-)可按式(1)求出：制網(wǎng)，求取坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，計(jì)算平面坐標(biāo)；并采集Xf=X0+AXf；=r0+△；Zf=Z0+AZf(1)重力資料結(jié)合水準(zhǔn)和GPS成果，求取本地高程異常以計(jì)算水
6、準(zhǔn)高程。傳統(tǒng)方法成果精度低、外業(yè)量大、其中，各項(xiàng)投影函數(shù)分別為：作業(yè)周期長，這些缺陷成為制約機(jī)載LiDAR技術(shù)應(yīng)=Sx(O，，k，，)用的技術(shù)難點(diǎn)。為解決機(jī)載LiDAR點(diǎn)云坐標(biāo)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換問題，本△=，，k，，)(2)文在詳細(xì)分析機(jī)載LiDAR對地觀測原理基礎(chǔ)上，提出基于最新的CORS系統(tǒng)及區(qū)域精化似大地水準(zhǔn)面成△Z=，，k，，)148測繪第36卷第4期2013年8月?lián)Q殘差，可采用格網(wǎng)化分區(qū)轉(zhuǎn)換的方法。各格網(wǎng)內(nèi)分別按公式(3)(4)(5)計(jì)算轉(zhuǎn)換參數(shù)并入庫，實(shí)現(xiàn)在線的厘米級坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。以廣東省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)(GDCORS)為例，該系統(tǒng)由全省均勻
7、覆蓋的78個(gè)GPS參考站聯(lián)網(wǎng)組成，站間半均間距70km，珠三角區(qū)域站間距小于50km。以基于GDCORS系統(tǒng)進(jìn)行的珠三角某區(qū)域轉(zhuǎn)換后的結(jié)果殘差統(tǒng)計(jì)分析為例，分別采用三種不同尺度的格網(wǎng)化轉(zhuǎn)換參數(shù)，包括全網(wǎng)統(tǒng)一參數(shù)、500km格網(wǎng)參數(shù)、lOOkm格網(wǎng)參數(shù)，其對應(yīng)的檢測點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換殘差分別為151cm、40cm和2cm?？梢姼窬W(wǎng)尺度的選擇對轉(zhuǎn)換精度影響較大。在本文第4節(jié)實(shí)驗(yàn)區(qū)局部點(diǎn)云數(shù)據(jù)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，為取得厘米級的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換結(jié)果，采用的為50km格網(wǎng)問距，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果精度將在本文實(shí)驗(yàn)部分分析。考站空間坐標(biāo)(，，)及其變化率(，，2)建立3基于似大地水準(zhǔn)面精化成果
8、的高程基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)參考框架定義為：，X，，Z，X，，Z)=利用機(jī)載LiDAR系統(tǒng)獲取符合規(guī)范要求的測繪產(chǎn)品，高程成果必須轉(zhuǎn)
