机载POS单机检校技术研究与实验分析

论文摘要

GPS和INS作为两个主要的导航系统,其优缺点具有明显的互补性,二者组合不仅可以克服GPS导航不完整、INS误差快速积累等问题,而且为用户提供高采样率、高可靠性、参数丰富的导航服务。因此,GPS和INS组合技术的产品——POS成为目前许多领域研究的热点。POS主要包括惯性测量单元(IMU)和GPS设备,本课题中POS的检校部分主要是针对惯性测量单元进行的,其检校方法包括初始对准重复性检测、跟踪姿态角精度的标定和静态漂移测试等；在后续部分配合使用GPS对POS的某方面精度如,GPS和IMU时间同步问题的精度等进行分析。鉴于国内从测绘角度对POS系统精度检校的研究较少,尤其是服务于移动测图系统的IMU检校尚未形成成熟规范的技术和方法,本文主要研究用于国产机载POS的上述几种精度检校的方法。为进一步研究机载POS的性能和直接获取外方位元素的精度,需将POS在检校场实验或实际飞行实验时直接获取的数据经过处理和一系列转换得到影像的外方位元素值,并求得偏心角等所需的改正值。在进行必要的改正后与成熟方法获取的影像外方位元素值进行比较,此过程在本文中通过软件编程来实现。最后,获取一组POS在地对地检校场中实际采集的实验数据,对其用上述方法进行处理和解算,并对其结果进行精度评定和分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题来源及选题依据
• 1.2 国内外研究现状和发展历程
• 1.3 主要研究内容
• 2 机载POS中惯性测量单元精度的检校
• 2.1 POS的基本原理
• 2.2 实验所需的仪器和传感器设备
• 2.3 IMU精度检校方法
• 2.4 国产IMU检校实验与分析
• 2.5 本章小结
• 3 机载POS飞行检校实验的原理与技术方法
• 3.1 POS中各坐标系统的转换关系
• 3.2 相关术语和定义
• 3.3 航摄系统的要求
• 3.4 IMU/GPS数据处理
• 4 精度评定软件设计
• 4.1 软件的设计流程和思路
• 4.2 软件界面及操作步骤
• 4.3 软件主要步骤的源代码
• 5 POS实验数据解算和分析
• 5.1 实验地点和场景
• 5.2 POS原始数据处理方法
• 5.3 偏心角结果和精度评定分析
• 5.4 结论
• 6 结论与研究展望
• 6.1 研究结论
• 6.2 研究展望
• 附录
• 致谢
• 参考文献