POS系統(tǒng)精度檢測方法研究.pdf

1、移動測量系統(tǒng)中定位定姿系統(tǒng)（POS）是整個系統(tǒng)的重要組成部分，其定位定姿精度決定了系統(tǒng)的整體測量水平。本文圍繞POS系統(tǒng)動態(tài)精度檢測問題，設計了一套動態(tài)檢測系統(tǒng)，并重點對動態(tài)檢測系統(tǒng)的硬件集成與軟件開發(fā)、測量合作目標的安置參數(shù)解算、POS系統(tǒng)動態(tài)定位定姿精度檢測方法關鍵技術所涉及的理論及技術開展研究，為建立統(tǒng)一的POS系統(tǒng)精度測試標準提供參考。
　　本研究主要內容包括：⑴研究了動態(tài)精度檢測的數(shù)據(jù)處理流程。介紹了動態(tài)跟蹤測量所涉及的

2、坐標系統(tǒng)和時間系統(tǒng)及其相互轉換關系。通過系統(tǒng)推導動態(tài)跟蹤測量的數(shù)據(jù)解算模型，實現(xiàn)坐標基準統(tǒng)一。建立 GPS時、全站儀時及計算機時之間的時間同步模型，將全站儀時轉換為GPS時，實現(xiàn)跟蹤測量裝置與POS系統(tǒng)之間的時間基準統(tǒng)一。⑵根據(jù)動態(tài)跟蹤測量傳感器的應用現(xiàn)狀，將GNSS授時裝置、全站儀、激光跟蹤儀組合構成高精度動態(tài)跟蹤測量系統(tǒng)的方案，介紹了動態(tài)檢測系統(tǒng)的工作原理。開發(fā)全站儀跟蹤測量程序，及相應數(shù)據(jù)處理的程序。⑶研究了測量合作目標安置參數(shù)解

3、算模型，系統(tǒng)分析POS系統(tǒng)定位定姿誤差、全站儀測距測角誤差、尺度因子誤差等誤差源對安置參數(shù)解算的影響，并推導了安置參數(shù)解算的誤差模型。實驗過程中，在運動載體上合理地布置測量合作目標以提高安置參數(shù)的解算精度，并對安置參數(shù)進行相應的精度估計。⑷研究動態(tài)跟蹤測量的誤差來源，并建立模型分析時間同步誤差、測角測距誤差、合作目標安置參數(shù)誤差及坐標轉換誤差對動態(tài)跟蹤測量精度的影響。通過實驗，驗證全站儀動態(tài)模式測角測距精度、時間同步精度及坐標轉換精度，

4、進一步分析了動態(tài)檢測系統(tǒng)的性能。⑸研究了POS系統(tǒng)動態(tài)定位精度檢測方法。采用分段曲線擬合的方式進行動態(tài)測量數(shù)據(jù)的粗差探測及剔除，并通過軌跡對比的方式驗證全站儀動態(tài)跟蹤測量所能達到的精度。基于ICP算法，采用跟蹤儀高精度軌跡，修正全站儀測量軌跡，以提高檢測系統(tǒng)動態(tài)測量精度。采用事后軌跡比對與實時點位比對兩種方式，驗證 POS系統(tǒng)動態(tài)的定位精度。⑹研究了POS系統(tǒng)動態(tài)姿態(tài)精度檢測方法。設計了高精度IMU解算姿態(tài)參數(shù)，軌道擬合解算航向角參數(shù)和