本文關(guān)鍵詞：對偶四元數(shù)空中三角測量研究

  更多相關(guān)文章： 空中三角測量 幾何定位 成像幾何模型 直線攝影測量 對偶四元數(shù)

【摘要】：現(xiàn)有的空中三角測量方法有歐拉角法、單位四元數(shù)法、基于點特征的對偶四元數(shù)法,其中歐拉角法、單位四元數(shù)法將外方位元素分開求解,會造成旋轉(zhuǎn)平移在時域上的斷裂,引入耦合誤差,導(dǎo)致定向參數(shù)的解算失敗。同時由于上述算法沒有充分考慮空間直線的幾何拓撲關(guān)系和幾何約束條件,在利用小型無人機、近景等系統(tǒng)誤差較大的遙感影像進行空中三角測量時,計算得到的外方位元素精度較低,無法滿足后續(xù)攝影測量作業(yè)的要求,這已成為攝影測量的理論與技術(shù)發(fā)展的瓶頸。因此如何在統(tǒng)一描述區(qū)域內(nèi)時間序列影像的旋轉(zhuǎn)和平移的同時,充分利用成像光線的幾何拓撲關(guān)系,建立可靠的空中三角測量模型,實現(xiàn)定向參數(shù)的高精度解算,已經(jīng)成為攝影測量領(lǐng)域的研究熱點,也是本文的主要研究方向。本文提出以對偶四元數(shù)為數(shù)學(xué)工具進行攝影測量的全新理論和方法,建立基于直線特征的成像幾何模型,將成像光線用Plücker坐標表示,利用對偶四元數(shù)實現(xiàn)成像光線在空間中的螺旋運動,實現(xiàn)了成像光線從像方坐標到物方坐標的變換。在此基礎(chǔ)上,深入研究序列影像姿態(tài)和位置的統(tǒng)一解算方法,構(gòu)建對偶四元數(shù)成像幾何模型和空中三角測量模型,從而提高幾何定位精度。實驗表明,本文提出的方法針對實際影像、模擬影像和像點坐標存在隨機誤差時均能夠獲得正確、穩(wěn)定的定位結(jié)果,相比于傳統(tǒng)的空中三角測量方法,能獲得更高的精度,對影像控制點的數(shù)量與分布無特殊要求,此外,還克服了傳統(tǒng)方法無法準確求解大傾角影像外方位元素的缺陷。本文研究成果將提高我國空中三角測量的定位精度,為無人機等不穩(wěn)定平臺影像處理提供思路,拓展攝影測量的應(yīng)用領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】：空中三角測量 幾何定位 成像幾何模型 直線攝影測量 對偶四元數(shù)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P231.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題研究的背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 空中三角測量12-14
• 1.2.2 對偶四元數(shù)14
• 1.2.3 Plücker直線14-16
• 1.3 本文的主要工作16-17
• 第二章 對偶四元數(shù)代數(shù)幾何17-27
• 2.1 對偶四元數(shù)的基本理論17-21
• 2.1.1 對偶數(shù)17-18
• 2.1.2 四元數(shù)18-20
• 2.1.3 對偶四元數(shù)20-21
• 2.2 對偶四元數(shù)與坐標系的螺旋運動21-23
• 2.3 基于對偶四元數(shù)的Plücker直線螺旋運動23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 空中三角測量模型及其精度分析27-48
• 3.1 坐標系統(tǒng)27-31
• 3.2 空中三角測量模型31-39
• 3.2.1 投影中心位姿近似值32-33
• 3.2.2 誤差方程式33-36
• 3.2.3 法方程式36-37
• 3.2.4 精度評定37-39
• 3.3 實驗與精度分析39-47
• 3.3.1 實驗結(jié)果43-46
• 3.3.2 精度分析46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 基于對偶四元數(shù)的Plücker直線空間后方交會48-62
• 4.1 對偶四元數(shù)與Plücker成像光線的幾何關(guān)系48
• 4.2 基于對偶四元數(shù)的Plücker直線空間后方交會模型48-56
• 4.2.1 誤差方程式50-51
• 4.2.2 法方程式51-53
• 4.2.3 精度評定53-56
• 4.3 實驗與精度分析56-61
• 4.3.1 小傾角影像實驗56-57
• 4.3.2 大傾角影像實驗57-59
• 4.3.3 不同像點坐標量測誤差實驗59-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第五章 基于對偶四元數(shù)的Plücker直線空中三角測量62-73
• 5.1 對偶四元數(shù)與區(qū)域影像Plücker成像光線的幾何關(guān)系62-63
• 5.2 基于對偶四元數(shù)的Plücker直線空中三角測量模型63-67
• 5.2.1 誤差方程式63-65
• 5.2.2 法方程式65-66
• 5.2.3 誤差方程式和法方程系數(shù)矩陣結(jié)構(gòu)66-67
• 5.3 實驗與精度分析67-72
• 5.3.1 模擬影像實驗68
• 5.3.2 航空影像實驗68-69
• 5.3.3 不同空中三角測量方法對比實驗69-70
• 5.3.4 不同像點坐標量測誤差實驗70-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)和展望73-75
• 6.1 本文的主要創(chuàng)新點73-74
• 6.2 進一步工作和展望74-75
• 參考文獻75-80
• 致謝80-81
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文情況81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 袁修孝;;POS輔助光束法區(qū)域網(wǎng)平差[J];測繪學(xué)報;2008年03期

2 張永軍;胡丙華;張劍清;;基于多種同名特征的相對定向方法研究[J];測繪學(xué)報;2011年02期

3 劉俊峰;三維轉(zhuǎn)動的四元數(shù)表述[J];大學(xué)物理;2004年04期

4 劉鳳英;陳天恩;王冬;石波;李國玉;;無人飛艇的差分GPS輔助空中三角測量精度分析[J];測繪科學(xué);2014年01期

5 吳忠杰;張耀中;王強;;無人機復(fù)雜氣象威脅建模及評估方法[J];計算機應(yīng)用;2013年04期

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本文編號：1090039