[发明专利]一种在水池内进行的船载一体化测量系统精密检校方法

权利要求书

1.一种在水池内进行的船载一体化测量系统精密检校方法，采用船载水岸线一体化测量系统，其近岸水上部分包括激光扫描仪和惯性导航系统，水下部分包括多波束测深仪，水上部分与水下部分通过一个平台支架固连；其中的激光扫描仪用于测量近岸水上地形数据，多波束测深仪用于测量水下地形数据，惯性导航系统用于为激光扫描仪和多波束测深仪提供定位信息、时间信息、姿态信息和航向信息；

其特征在于：所述的在水池内进行的船载一体化测量系统精密检校方法，按照如下步骤进行：

步骤1：建造水池，在水池中建造中心目标墙并在中心目标墙的两侧建造依次等间距分布的三角形块，中心目标墙的其中一侧等间距分布的三角形块的第一位三角形块低于另一侧等间距分布的三角形块的第一位三角形块，将中心目标墙以及两侧等间距分布的三角形块作为检校目标物；以及建立ENU坐标系；

步骤2：通过激光扫描仪和多波束测深仪同时进行信息采集，针对检校目标物获取水上、水下测量点数据，分别提取水池一侧中心目标墙和两侧三角形块的测量点信息；

步骤3：计算多波束测深仪坐标系相对于惯性导航系统坐标系在横摇、纵摇和艏摇方向的角度偏转修正量；

步骤4：在完成以上步骤基础上，以激光扫描仪测量的数据为准，根据中心目标墙和两侧三角形块已知尺寸，获取多波束测深仪坐标系相对于惯性导航系统坐标系偏移量的修正值。

2.根据权利要求1所述的在水池内进行的船载一体化测量系统精密检校方法，其特征在于：在步骤3中，具体包括

步骤3.1：对船载一体化测量系统进行整体粗标定，获取激光扫描仪坐标系以及多波束测深仪坐标系相对于惯性导航系统坐标系的偏移量和旋转角；

步骤3.2：对激光扫描仪进行精检校，获得激光扫描仪的精检校参数；

步骤3.3：以获得的激光扫描仪的精检校参数为基础，以粗标定获得的多波束测深仪坐标系相对于惯性导航系统坐标系的偏移量和旋转角作为初始值，利用检校目标物在水上水下保持尺寸与方位一致，选取分别通过多波束测深仪和激光扫描仪获取的测量点数据进行拟合的平面；

步骤3.4：以通过激光扫描仪获取的测量点数据拟合的平面为准，与多波束测深仪测量数据拟合的平面进行比对；

步骤3.5：在步骤1中建立的ENU坐标系下，计算通过多波束测深仪获取的测量点数据拟合的平面相对于通过激光扫描仪获取的测量点数据拟合的平面在横摇、纵摇和艏摇方向的偏转角度，并确定偏转角度的正负方向；

步骤3.6：根据步骤3.5中得到的角度偏转量，重新归算多波束测量数据到地理坐标系下，并迭代求解该角度偏转量，最终获取多波束测深仪坐标系相对于惯性导航系统坐标系在横摇、纵摇和艏摇方向的角度偏转修正量。

3.根据权利要求1所述的在水池内进行的船载一体化测量系统精密检校方法，其特征在于：在步骤4中，具体包括

步骤4.1：针对检校目标物的中心目标墙，分别选取通过激光扫描仪和多波束测深仪获取的水面上下两平面内测量点数据，并分别求取水面上下两平面内测量点数据在ENU坐标系的X轴方向的坐标值并取平均值，则水面上下两平面内的测量点数据在X轴方向的平均值之差即为多波束测深仪坐标系相对于惯性导航系统坐标系在ENU坐标系的X轴方向的偏移量的修正值；

步骤4.2：针对检校目标物中的两侧三角形块，分别选取通过激光扫描仪和多波束测深仪获取的水面上下两水平面内测量点数据，并分别求取水面上下两平面内测量点数据在ENU坐标系的Z轴方向的坐标值并取平均值，即得到水面上下两水平面在ENU坐标系的Z轴方向的实际距离值；根据设计尺寸获得水上三角形块与水下三角形块的平面高度差，并将此高度差作为ENU坐标系的Z轴方向的距离真值；将两平面测量的实际距离值与获得的距离真值求差，即得到多波束测深仪坐标系相对于惯性导航系统坐标系在ENU坐标系的Z轴方向的偏移量的修正值；

步骤4.3：针对检校目标物中的两侧三角形块，分别选取通过激光扫描仪测量的数据拟合的平面和多波束测深仪测量的数据拟合的平面，将两拟合的平面投影到底面后获得两条在水平面内的直线，将此两条直线分别与平行于ENU坐标系的Y轴的直线求交点，两交点在ENU坐标系的Y轴方向的偏差即为多波束测深仪坐标系相对于惯性导航系统坐标系在ENU坐标系的Y轴方向的偏移量的修正值；

步骤4.4：获取的多波束测深仪测量的数据相对于激光扫描仪测量的数据在ENU坐标系的X轴、Y轴、Z轴三个方向的偏移量即为多波束测深仪坐标系相对于惯性导航系统坐标系偏移量的修正值。