肖永飞

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,陕西西安 710043)

ALS70是一个复杂的集成系统,其精度受到系统内各个组成部分的共同影响,系统的误差来源很多,也很复杂。大多数硬件误差出厂前已进行了校正,并向用户提供了有关参数。但还有一些误差如照准误差、高程偏移等,需要用户根据检校场的检校飞行并利用激光点云数据检校自行得到。

1 照准误差的检校

照准误差指IMU系统与激光测距仪之间的角度安置误差,它是飞行高度和飞行方向的函数,该误差随着时间的推移而逐渐变化,必须从采集的数据中才能得到检查和消除。照准误差包括侧滚角(Roll)、俯仰角(Pitch)和航偏角(Heading)3个方向上的误差。因此,照准误差的检校即指Roll、Pitch、Heading的检校。

1.1 Roll检校

Roll视准轴偏差定义了IMU和激光发射器之间在X轴方向上的偏差,单位是弧度。任何扫描镜编码器的误差也包含在Roll误差中。Roll的误差使得激光数据在航线条带的一侧上升,另一侧下降。检校方法如下：

(1) 选择同一航高的两条对飞航线,在ALS Post Processor中将Roll设置为0(这会使Roll误差最明显),Pitch和Heading也都设置为0。然后输出点云文件(如图1所示)。

图1 ALS PP中R/P/H参数的设置

(2)在TerraScan中读入点云数据并按航线显示,查找垂直于航线方向的平坦道路并沿道路绘制断面(如图2所示)。

图2 侧滚误差对点云数据的影响(一侧上升,另一侧下降)

分别在断面的最左端和最右段量测两条航线的偏离值h1、h2及航线宽度Width。并使用如下公式计算Roll(如图3所示)

图3 侧滚误差计算公式示意

(3)将Roll带入,重新计算点云数据并导入,并用上面的方法查看检校后的数据,如果差值很小了就开始后面的检校,否则再进行一次Roll检校。……