[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

说明书

技术领域

本发明涉及海洋测绘技术领域，具体涉及一种在水池内进行的船载一体化测量系统精密检校方法。

背景技术

激光扫描系统可快速获取水面以上大量点云数据，多波束测深仪能够快速获取海底大面积海底地形信息，集成激光扫描仪和多波束测深仪的“船载水上水下一体化测量系统”可以同时获取海底地形和近岸水上地形数据，解决近岸海岸带和滩涂地形测量问题。“船载水上水下一体化测量系统”的整体检校是保障测量精度的重要方面。国内外对综合测量系统的整体检校方法少有报导，因此对于“船载水上水下一体化测量系统”整体检校方法有必要进行研究和实施，以保障一体化测量精度。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种在水池内进行的船载一体化测量系统精密检校方法，设计合理，提高了测量数据的准确性，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

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；

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。

优选地，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；

对测量船经过可测量获得的三个竖直平面进行了标识：P1、P2、P3。对应水上部分激光扫描仪测量数据获取平面为P_L1、P_L2、P_L3；对应水下部分多波束测深仪测量数据拟合平面为P_M1、P_M2、P_M3。此外，为对纵摇方向进行偏转角度计算，定义平面P4，对应水上部分激光扫描仪测量数据获取平面为P_L4，该平面同时垂直于平面P_L1与平面P_L2；对应水下部分多波束测深仪测量数据拟合平面为P_M4，该平面同时垂直于平面P_M1与平面P_M2。

其中对应平面的平面方程为：

P_Li:a_Lix+b_Liy+c_Liz＝d_Li

P_Mi:a_Mix+b_Miy+c_Miz＝d_Mi

其中，i＝1，2，3，4。