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imu／dgps系统辅助ADS40三线阵影像的区域网平差

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测绘学报 2009年第1期38卷 55-60页

作者：刘军王冬红刘敬贤张莉信息工程大学测绘学院河南郑州450052 65015部队辽宁大连116023

推导ADS40航带间外方位元素归一化处理的数学公式,设计一种描述imu/dgps系统误差的数学模型,采用改进的定向片内插模型实现ADS40影像的区域网平差。试验结果表明,仅需一个地面控制点,imu/dgps数据的定位精度就可显著提高,在四角布设地... 详细信息

推导ADS40航带间外方位元素归一化处理的数学公式,设计一种描述imu/dgps系统误差的数学模型,采用改进的定向片内插模型实现ADS40影像的区域网平差。试验结果表明,仅需一个地面控制点,imu/dgps数据的定位精度就可显著提高,在四角布设地面控制点的情况下,imu/dgps数据与ADS40影像的联合平差可得到优于1.5个像素的3维定位精度;构架航线对平差结果的改善作用有限,在作业中采用的必要性不大。

关键词： ADS40 imu/dgps 外方位元素局部空间直角坐标系定向片区域网平差

imu/dgps辅助ADS40影像直接定位及其精度分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2008年第11期33卷 1138-1141页

作者：刘军王冬红张永生王慧信息工程大学测绘学院郑州市陇海中路66号450052

阐述了imu/dgps辅助ADS40影像直接定位的基本方法,针对不同ADS40扫描条带采用不同的局部空间直角坐标系的现状,推导了航带间外方位元素的统一化处理算法。试验结果表明,ADS40影像直接定位的误差是系统性的,因此在生产作业中引入少量控... 详细信息

阐述了imu/dgps辅助ADS40影像直接定位的基本方法,针对不同ADS40扫描条带采用不同的局部空间直角坐标系的现状,推导了航带间外方位元素的统一化处理算法。试验结果表明,ADS40影像直接定位的误差是系统性的,因此在生产作业中引入少量控制点参与平差仍是必需的。

关键词： imu/dgps ADS40 直接定位外方位元素局部空间直角坐标系

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imu/dgps辅助航空摄影测量应用探讨

测绘通报 2009年第4期 41-43页

作者：蔡文惠梁国华新疆工业高等专科学校新疆乌鲁木齐830091 郑州测绘学校河南郑州450005

介绍全球定位辅助航空摄影惯性测量imu/dgps的相关技术,结合实际,对其进行探讨和实验研究,并提出建议。

关键词： imu/dgps 辅助空中三角测量惯性测量

imu/dgps辅助航测技术在1:1万航测成图中的应用试验

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测绘通报 2007年第2期 37-40页

作者：严海英邓新安石洁新疆第二测绘院新疆乌鲁木齐830002

通过和田测区的规模化生产,简要介绍imu/dgps辅助航空摄影测量技术在1∶1万航测成图中的技术方案,对imu/DG-PS辅助空三加密成果进行精度分析。

关键词： imu/dgps 航空摄影测量空中三角测量精度分析

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基于imu与dgps的智能割草机系统研究

基于IMU与DGPS的智能割草机系统研究

作者：张祥南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着城市化进程的加快,城市中的绿化程度也越来越高,这意味着有着越来越多的草坪需要维护。传统的草坪修剪采用人工方法,是一个繁重且枯燥的工程,需要大量的人工成本。并且草坪修剪还会带来噪声与尾气污染,影响从业人员的健康。因此十... 详细信息

随着城市化进程的加快,城市中的绿化程度也越来越高,这意味着有着越来越多的草坪需要维护。传统的草坪修剪采用人工方法,是一个繁重且枯燥的工程,需要大量的人工成本。并且草坪修剪还会带来噪声与尾气污染,影响从业人员的健康。因此十分有必要设计一种智能化的割草机器人,实现草坪修剪的自动化。针对上述问题,本文基于imu与dgps,研究了一种智能割草机,可以实现自主化智能割草,无需人工参与。本文的主要工作如下:(1)首先设计了智能割草机总体方案。根据功能需求与成本要求,分别确定了动力模块、信息感知模块、人机交互模块和导航定位与姿态、直行控制模块的设计方案。然后根据设计方案选择了合适的元器件,并设计电路连接各元件形成智能割草机总体的电路。(2)根据智能割草机姿态控制的要求,研究了使用卡尔曼滤波融合imu数据(加速度计与陀螺仪)实现俯仰角与翻滚角的控制方案;使用卡尔曼滤波融合陀螺仪和霍尔信号实现航向角的控制方案;根据智能割草机行走控制的要求,研究了基于imu数据使用模糊PID控制割草机行走,最后测试了姿态控制与行走控制的性能。(3)根据智能割草机的导航定位精度需求,研究了基于imu/dgps的导航定位方案。根据dgps的工作原理实现了低成本dgps在嵌入式端的工作。接着研究了使用无迹卡尔曼滤波融合imu与dgps数据,实现智能割草机imu与dgps互补式的导航定位方案,最后验证了该方案的导航定位性能。(4)基于上述的导航定位方法、姿态测量与行走控制方法,分别设计了智能割草机在作业时各功能的控制算法与策略,包括路径规划功能、自主充电功能、避障功能与安全保障功能。(5)最后,开发了智能割草机的功能测试实验平台,编写了程序实现各功能模块,然后在智能割草机实验平台上测试了智能割草机各功能。实验表明,本文所研究的智能割草机能够自主完成划定割草区域的遍历割草,并能实现自主充电,智能避障,安全保障割草功能,符合智能割草机的功能要求与成本要求。

关键词：智能割草机 imu/dgps 卡尔曼滤波模糊PID控制路径规划自主避障

imu/dgps辅助航空摄影测量中的航线设计研究

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IMU/DGPS辅助航空摄影测量中的航线设计研究

作者：秦先兵东华理工大学

学位级别：硕士

自1993年加拿大卡尔加里大学的Schwarz教授首次提出采用GPS/INS技术进行航空遥感数据直接地理定位方法以来，GPS和INS技术经历了飞速的发展。随着差分GPS计算方法的逐渐完善、差分GPS辅助航空摄影测量技术的成熟;INS也由平台式（物理平... 详细信息

自1993年加拿大卡尔加里大学的Schwarz教授首次提出采用GPS/INS技术进行航空遥感数据直接地理定位方法以来，GPS和INS技术经历了飞速的发展。随着差分GPS计算方法的逐渐完善、差分GPS辅助航空摄影测量技术的成熟;INS也由平台式（物理平台）惯导系统发展成为捷联式（数字平台）惯导系统，高精度imu设备体积不断缩小，精度和稳定性逐渐提高。目前imu/dgps辅助航空摄影技术已经非常成熟，采用该技术进行航空遥感数据的获取提高了GPS定位的精度和可靠性，解决GPS动态应用采样频率低的问题，不必飞行GPS空三必须的构架航线。在航空摄影测量工作中，航线设计是个极其重要的问题。不合理的航线设计会导致摄区覆盖不完全，像片重叠度不满足要求，增加飞行架次，增多影像数量，增大人力、物力和财力的花费等。传统的航线设计，采用在纸质图上作业，根据要求的航空摄影比例尺，计算出航向和旁向重叠度、基线长、航线间隔，然后在纸质图上绘出航线、曝光点位置及曝光点的经纬度。采用这种方法工作量大，精度低，由于人为因素大，容易出错。基于以上因素，本文首先介绍了imu、dgps以及imu/DPGS辅助航空摄影测量的基本原理和方法;然后以广西来宾市、桂林市、内蒙古阿拉善左旗为例，详细阐述了使用SWDC-4数字航空摄影仪配套航线设计软件ARoute进行航线设计的方法，重点探讨了航摄分区的原则，并根据不同地形、不同地面分辨率的要求进行航线设计和成果输出;最后以国家基础航空摄影某项目为例，详细讨论了imu/dgps辅助航空摄影测量项目的技术设计等内容。

关键词： imu/dgps SWDC-4 航空摄影测量航线设计

imu/dgps辅助空三在铁路大比例尺成图中的应用

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IMU/DGPS辅助空三在铁路大比例尺成图中的应用

作者：杨少文西南交通大学

学位级别：硕士

近年来,高速铁路处于快速发展阶段,铁路勘测设计任务十分繁重,高铁项目普遍面临着工期紧、任务重的状况。此外,中铁二院测绘院的铁路项目大部分面向西南山区,外业测量工作任务重、难度大。因此,为满足生产需要,中铁二院测绘院开展了imu/... 详细信息

近年来,高速铁路处于快速发展阶段,铁路勘测设计任务十分繁重,高铁项目普遍面临着工期紧、任务重的状况。此外,中铁二院测绘院的铁路项目大部分面向西南山区,外业测量工作任务重、难度大。因此,为满足生产需要,中铁二院测绘院开展了imu/dgps辅助空三技术应用研究工作,为本研究提供了契机和重要的工作基础。几十年来,空中三角测量经历了传统空中三角测量、GPS辅助空中三角测量、imu/dgps辅助空中三角测量三个阶段。传统空中三角测量需要通过大量的外控点来反求相片的外方位元素,是目前铁路设计单位普遍采用的较为成熟的方法,但需要开展大量的外业测量工作。90年代以来,GPS辅助空中三角测量技术得到了大量的实验性应用,但由于GPS采样频率较低,高动态下容易出现失锁问题,所以一直未能在工程中普遍采用。近年来,随着imu/dgps商用系统的成熟,imu/dgps辅助空中三角测量技术开始逐步得到推广,为许多设计、施工单位所接受和使用。综合国内外大量的文献报道,本研究综述了imu/dgps辅助空三技术的原理、理论方法和研究成果,总结了imu/dgps系统组合的优势和技术特点,阐述了imu/dgps辅助摄影的误差来源以及相应的解决办法,并着重探讨了imu/dgps辅助摄影时基站的布设原理与作用、检校场的作用及布设方式等内容。本研究结合测绘院生产实际,在云桂铁路、川藏铁路项目中进行了imu/dgps辅助航空摄影的航飞工作,并完成GPS基线解算、GPS与imu数据联合平差、使用检校场进行系统误差检校、水准精化、辅助空三、定向制图等作业流程的试验,总结出了一套适合铁路勘测的imu/dgps辅助空三技术作业流程。此外,在充分考虑云桂铁路、川藏铁路项目中各种地形因素情况的基础上,本研究设计了完整的精度验证试验,选取了合适的试验区域,并进行了大量外业测量工作便于进行精度比对,获得了理想的试验结果和可靠的试验结论。通过本研究,充分论证了采用imu/dgps辅助空三测量技术能够满足铁路大比例尺制图精度的要求,即：无控制情况下满足1：10000制图精度要求,四角控制情况下满足1：2000制图精度要求。最后,本文总结了试验过程中存在的不足,并对imu/dgps辅助空三测量技术在铁路应用的前景进行了展望。

关键词： imu/dgps 辅助空三铁路大比例尺制图精度

基于imu/dgps的虾蟹养殖自巡航割草船系统研究与设计

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基于IMU/DGPS的虾蟹养殖自巡航割草船系统研究与设计

作者：戚浩江苏大学

学位级别：硕士

随着万物互联时代的不断推进,人力成本的不断提高,水产养殖业也将不可避免地产生新的变革。在传统的虾蟹养殖模式中,水草的定期清理主要依靠人工打捞且易造成二次污染,严重影响养殖效益。为提高机械化与智能化水平,本文综合运用导航定... 详细信息

随着万物互联时代的不断推进,人力成本的不断提高,水产养殖业也将不可避免地产生新的变革。在传统的虾蟹养殖模式中,水草的定期清理主要依靠人工打捞且易造成二次污染,严重影响养殖效益。为提高机械化与智能化水平,本文综合运用导航定位技术、全覆盖路径规划与路径跟踪控制技术、嵌入式和物联网技术,设计了一种适用于虾蟹养殖水域具有自巡航功能的割草船系统。主要工作包含以下四个方面:(1)为了满足虾蟹养殖的水草清理需求,设计了一种明轮驱动的割草船。对割草船的机械结构、组合导航系统、全覆盖自巡航控制系统以及上位机/APP监控系统进行了总体设计。主要完成了防水草缠绕的明轮驱动装置、往复式水草切割装置以及水草输送和铺平装置的机械设计。(2)针对割草船的航向角及经纬度检测易受环境等因素干扰,设计了一种imu/dgps组合导航系统。通过对imu惯性测量元件的姿态测量方式进行分析,使用了基于四元数姿态解算的扩展卡尔曼滤波算法来提高姿态角的测量精度,并通过仿真验证了该算法的优越性;同时通过增设GPS基站接收机,利用载波相位差分导航方式,提高了割草船的坐标定位精度。(3)针对割草船的作业覆盖率低、重复率高、存在遗漏收割等问题,设计了一种全覆盖自巡航控制系统。为了解决割草船在转弯作业时遗漏收割的问题,使用内螺旋结合叉字形路径规划方式实现了割草船的全覆盖作业,并通过仿真验证了该方法的有效性。同时,设计了模糊PID航向/航速控制器,并配合插点算法及速度切换控制策略,实现了割草船的高效作业与安全转弯。(4)基于STM32系列芯片设计了控制系统软硬件试验平台,同时开发了远程监控软件。硬件设计部分主要包括了数据采集模块、明轮驱动模块、电源检测模块、无线传输模块与数据存储模块。基于硬件设计,从而对组合导航系统、船载控制系统以及远程监控系统进行了相关软件设计,并进行了试验。通过搭建明轮驱动试验样船,进行池塘实地试验。结果表明:割草船在远程监控平台下,能够生成全覆盖作业路径;在imu/dgps组合导航方式及控制算法配合下,能够实现航向、航速的快速响应。全覆盖自巡航割草作业的直线误差能够保持在0.08m以内,转弯的最大误差不超过0.35m,可以满足实际的作业需求。

关键词：虾蟹养殖自巡航割草船 imu/dgps 路径规划模糊PID

imu/dgps数据在DOM生产中的应用研究

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铁道勘察 2009年第3期35卷 63-65页

作者：赵德文中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

imu/dgps(惯导测量仪/差分全球定位系统)技术航测成图法可直接获取外方位元素,缩短航测成图周期,降低航测成本。通过相应的试验及具体生产的实施,阐明利用该技术获取的控制数据进行1∶5万DOM制作的技术流程及作业过程中出现问题的处理... 详细信息

imu/dgps(惯导测量仪/差分全球定位系统)技术航测成图法可直接获取外方位元素,缩短航测成图周期,降低航测成本。通过相应的试验及具体生产的实施,阐明利用该技术获取的控制数据进行1∶5万DOM制作的技术流程及作业过程中出现问题的处理方法。

关键词： imu/dgps 像片外方位元素空中三角测量微分纠正