天宝GX200地面三维激光扫描仪系统误差自检校研究

摘要

三维激光扫描技术是一种新兴的全自动高精度测量技术。三维激光扫描仪能够在短时间内大面积高密度地获取目标的空间点云数据，逼真细腻地描述目标表面。然而，三维激光扫描仪作为一种测量仪器，本身也存在误差，所以为了使内业处理能够得到精度更高的点云，需要对仪器进行检校。在不完全了解扫描仪仪器本身误差来源的前提下，构建室内检校场，采用自检校的方式标定扫描仪的四个系统误差并进行改正。本文主要内容如下:
　　(1)仪器系统误差分析。根据三维激光扫描仪的观测原理，确定其主要的误差来源，参照机械结构类似的全站仪，对各项误差进行分析，详细推导误差影响计算公式，从而能够更加清晰地认识仪器误差的产生原因，为自检校数学模型的具体化提供依据。
　　(2)自检校模型建立。一对同名点在扫描仪坐标系和工业测量系统坐标系下有两套坐标，二者可以通过数学模型相互转换，以空间相似变换公式为基础，构建含有6个外方位参数和4个系统误差参数在内的10个参数的自检校模型。
　　(3)自检校实验场构建。根据研究内容建立自检校实验场并获取相关数据。自检校法实验简单易行，时间和金钱成本低，适用性广泛，能避开分项检校对环境和器材苛刻的要求。
　　(4)自检校模型改正效果验证。通过整体间接平差和迭代算法，得到外部转换参数和仪器的系统误差。以加入仪器系统误差的模型将扫描仪坐标转换到基准坐标系下，与不含系统误差参数的模型转换得到的坐标进行精度对比，从而验证模型的改正效果。
　　对实验数据的分析结果表明，经过加入仪器系统误差改正数的模型转换，能明显提高坐标精度，从而验证了自检校法的正确性和有效性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 三维激光扫描仪检校

1．3 论文的组织结构

2 三维激光扫描仪误差分析

2．1 三维激光扫描仪误差来源

2．2 仪器误差影响分析

2．3 外部因素误差分析

2．4 本章小结

3 自检校模型

3．1 模型构建

3．2 参数解算

3．3 本章小结

4 自检校实验

4．1 实验准备

4．2 检校场布设

4．3 数据采集

4．4 本章小结

5 数据处理

5．1 外部参数求解

5．2 自检校结果检验

5．3 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献