文档介绍：中图分类号: 论文编号:1028703 12-S037
学科分类号:081102
硕士学位论文
航空摄影测量中机载 POS 系统的高
精度定位定向技术研究
研究生姓名万辉
学科、专业检测技术与自动化装置
研究方向惯性导航与组合导航技术
指导教师赖际舟副教授
南京航空航天大学
研究生院自动化学院
二О一一年十二月
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
The Graduate School
College of Automation Engineering
Research On Precise Positioning and
Orientation Technology Of Airborne POS
System In Aerial Photogrammetry
A Thesis in
Detection Technique and Automatic Equipment
by
Wan Hui
Advised by
Associate Prof. Lai Jizhou
Submitted in Partial Fulfillment
of the Requirements
for the Degree of
Master of Engineering
December, 2011
承诺书
本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下
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(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)
作者签名:
日期:
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
机载 POS 系统由于能够提供高精度定位定向信息,因而近年来成为高分辨率航空摄影
测量中的关键组成部分。POS 系统集惯性导航技术与卫星导航技术于一体,采用多信息融
合技术分别对 POS 系统进行实时与事后处理,获得高精度定位定向信息。论文主要针对如
何提高 POS 系统在实时与事后应用过程中提供高精度的融合信息进行了全面、深入的研究
工作,论文研究成果对于 POS 系统的应用与优化具有较好的工程应用参考价值。
论文首先研究了 POS 系统组成及特点,对其内部惯性导航系统、卫星导航系统以及两
者的误差来源进行了分析。针对 POS 系统的应用,提出了 POS 系统应用技术要求与应用方
案,为 POS 系统开发与研制提供了理论研究参考。
论文随后针对 POS 系统应用中的信息实时融合技术进行了研究。结合 POS 系统的应用
背景,在传统 INS/GPS 组合导航系统卡尔曼滤波的基础上,论文对机载环境下 POS 系统的
应用实际问题进行了剖析,针对 POS 系统中偏心分量造成 GPS 量测信息不够精确,提出了
卡尔曼量测信息改进与优化算法。针对该实时滤波方案进行了算法的数学仿真与半物理仿真
验证,仿真验证中体现了方案的工程优势,具有重要的理论研究意义与工程应用价值。
针对 POS 系统的事后信息处理和优化,论文接着针对 POS 系统应用中的多信息事后高
精度融合方案进行了研究。为了进一步提高 POS 系统定位精度,论文提出了基于双向滤波
事后处理算法在 POS 系统中的应用。双向滤波技术是在传统信息融合滤波方法的基础上,
利用整个滤波时段内所有量测信息对误差估计进行反向平滑滤波,数学仿真与半物理仿真验
证的结果表明,双向滤波方法具有较高的信息融合精度,适合于 POS 系统事后信息处理方
式。
最后,论文在分析了 POS 系统高精度融合算法的的基础上,实现了适合 POS 系统高精
度定位定向技术实验验证平台。该平台具有实时滤波与事后高精度融合的功能,符合航空摄
影中对 POS 系统信息处理方案的应用需求,通过对 POS 系统融合算法进行信息融合分析和
半物理仿真验证,表明该软件平台具有较好的工程应用工程价值。
关键词:定位定向系统,POS 系统,惯性导航系统,卫星导航系统,航空摄影,卡尔曼滤
波,事后处理
I
南京航空航天大学硕士学位论文