[发明专利]提升多平台激光雷达测量质量的作业方法

说明书

本发明公开了提升多平台激光雷达测量质量的作业方法，包括架设基站、数据采集作业和数据处理；本发明通过设置多个基准站，同时改进数据采集过程和数据处理方法，能够有效的提高车载化激光雷达、无人机载化激光雷达测量的数据质量。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，具体涉及提升多平台激光雷达测量质量的作业方法。

背景技术

激光雷达LIDAR(Light Detection and Ranging，激光探测和测距)，始于20世纪70年代后期。当时的激光雷达系统是一种集成激光测距技术、计算机技术、惯性导航系统(INS)/DGPS差分定位技术于一体的系统。它能快速获取地表点三维数据，相比航拍数据和二维矢量数据，有着更高的高程精度，在获取高精度DEM尤其是大比例尺的高精度DEM方面独具优势。机载激光雷达技术的商业化应用，使航测制图使生成DEM、等高线和地物要素的自动提取更加便捷，其地面数据通过软件处理很容易合并到各种数字测图中。

目前关于激光雷达测量，绝大多数的作业方法基本相同，无论是车辆载具模式、无人机载具模式，都是在项目区域内通过已知点或随机点架设基准站，通过单点基准站来控制整个测区，超过单点最大控制范围时，则在下一测区范围内选择控制点重新架站。这样的作业在数据结算时也只能采取单个静态数据来结算。这样的作业模式下，采集数据会随着项目测区大小、地形的限制、GPS信号强弱等因素，导致测量误差不稳定，常见作业误差会达到5cm以上。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供提升多平台激光雷达测量质量的作业方法，旨在解决背景技术中提到的单点基准站测量作业时误差较大的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供提升车辆载具化激光雷达测量质量的作业方法，包括架设基站、数据采集作业和数据处理；

激光雷达外出作业前，应对激光雷达进行标定处理，标定处理结束后方可进入作业区域，进行激光雷达作业；

在架设基站时，将激光雷达固定在车载固定架上的同时开机，利用架设基准站的时间延长INS的收敛时间；所述的基准站以偶数个数架设成网格状，相邻两个基准站的间距不大于15km；

数据采集前，对激光雷达进行标定处理，标定处理结束后，进行5分钟正向动态校准；在数据采集作业过程中，如进入隧道、密林等可能遮挡GPS信号的区域，区域长度超过200m，或出现卫星失锁超过20s，应在恢复有效卫星数量大于等于8颗后进行静态校准5分钟；若果出现失锁超过60s，应在测量区域追加标靶，并进行标靶点进行纠偏工作；在数据采集作业结束后，进行5分钟反向静态校准；

在数据处理时，需要将GNS数据转换为标准的rinex格式静态数据，转换时需输入仪器量高以及量测方式；在将基站数据、雷达GPS数据、雷达惯导数据进行组合解算时，应采用紧耦合运算方式进行数据解算；在进行坐标系转换时，应利用已知的布尔沙七参数进行计算转换成项目所需的坐标系统。

本发明还提供提升无人机载具化激光雷达测量质量的作业方法，包括架设基站、数据采集作业和数据处理；

激光雷达外出作业前，应对激光雷达进行标定处理，标定处理结束后方可进入作业区域进行激光雷达作业；

在架设基站时，将激光雷达固定在无人机载吊舱固定架上并进行INS收敛工作；INS收敛过程仍然按照常规机载作业方式进行自旋、8字飞行；所述的基准站以偶数个数架设成网格状，相邻两个基准站的间距不大于15km；

数据采集前，对激光雷达进行标定处理，标定处理结束后，进行5分钟正向动态校准；在数据采集作业过程中，保证飞行安全的前提下尽量压低航线高度，作业航线应保持直线，尽量减少或避免偏折与曲线航线，减少偏折与曲线航线，如果出现航线偏折，采用悬停转弯的方式进行偏航；在数据采集作业结束后，进行5分钟反向静态校准；