亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        一種新的船載激光測距儀動態(tài)精度檢測方法

        2023-01-04 11:25:06田英國顧新鋒許國偉
        測控技術(shù) 2022年12期
        關(guān)鍵詞:激光測距儀單點高精度

        田英國, 張 輝, 顧新鋒, 許國偉

        (1.中國衛(wèi)星海上測控部,江蘇 江陰 214431; 2.國防大學(xué)聯(lián)合作戰(zhàn)學(xué)院,河北 石家莊 050001)

        激光測距儀因具有指向性好、測量距離遠(yuǎn)、精度高、對光源相干性要求較低、可實時測量觀測者相對于目標(biāo)的距離等優(yōu)點,在測量船實際應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。

        目前,船載激光測距儀通常為脈沖式激光測距儀,影響脈沖式激光測距儀精度的因素主要有脈沖激光的時間寬度、光波傳播速度的測量精度、大氣折射率、時鐘頻率的誤差、計時誤差、儀器測量誤差等[1-2]。特別是船載激光測距儀長期處于動態(tài)或震動的特殊環(huán)境下,激光發(fā)射光軸和接收光軸平行度、電子線路漂移、振蕩頻率和頻率穩(wěn)定性等容易受到影響,進(jìn)而影響其測量精度。根據(jù)我國的JJF 1324—2011《脈沖激光測距儀校準(zhǔn)規(guī)范》,激光測距儀的檢定周期一般不超過1年[3]。

        近年來,許多研究機(jī)構(gòu)根據(jù)不同激光測距儀的使用和精度需求,提出了許多不同的檢定方法。史潔琴等[4]對光纖基線標(biāo)定激光測距儀方法進(jìn)行了研究,建立了激光器與光纖耦合模型,并實現(xiàn)了200 m以內(nèi)的激光測距儀標(biāo)定。蔡青梅等[5]通過光路折疊方法實現(xiàn)了2倍光程倍增,建立100 m室內(nèi)基線場,有效解決了室內(nèi)基線檢測效率低、可重復(fù)性差等技術(shù)問題。劉紅光等[6]在50 m高精度導(dǎo)軌上利用3個平面反射鏡進(jìn)行光路折疊,實現(xiàn)了4倍光程倍增,搭建了室內(nèi)200 m基線,并對Leica DISTOTMD510型手持式激光測距儀開展了50~200 m測段的檢定實驗,檢測精度可達(dá)毫米量級。董洪舟等[7]采用光電延時法設(shè)計的距離模擬器實現(xiàn)了50 m~990 km的大量程距離模擬,經(jīng)測試全量程內(nèi)距離模擬誤差小于1 m。

        上述方法均屬于室內(nèi)檢測方法,檢測船載激光測距儀精度需要建立激光測距專用標(biāo)定環(huán)境或者拆裝后到指定機(jī)構(gòu)進(jìn)行激光測距儀精度檢測,且室內(nèi)檢測方法檢測距離范圍有限。為此,鐘德安[8]采用校飛方法檢測船載激光測距儀精度,即用載有激光合作目標(biāo)的飛機(jī),按規(guī)劃航行路線飛行,被檢測的激光測距儀和作為比較標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備同時跟蹤飛機(jī),通過飛行試驗評估激光測距系統(tǒng)的精度。但在實際使用過程中,該方法采用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)相對定位的方式,需要給予特殊的海域、空域和氣象保障,且飛機(jī)改裝要求高,組織實施難度大,不能經(jīng)常實施[9]。

        針對以上激光測距儀精度檢測方法存在的不足,提出一種新的激光測距儀檢測方法。該方法主要利用碼頭已知位置的激光合作目標(biāo)和船載高精度GNSS接收機(jī),通過事后精密單點定位處理獲得測量船至激光合作目標(biāo)的距離,進(jìn)而檢測激光測距儀測距精度。該方法無須拆裝激光測距儀,無須建設(shè)專用的激光測距檢測設(shè)備,不涉及設(shè)備改裝等就可實現(xiàn)激光測距儀精度檢測,并可隨時開展激光測距儀精度檢測,可大幅提高激光測距儀精度檢測的效率和檢測頻度。

        1 新激光測距儀精度檢測方法

        新的激光測距儀精度檢測方法主要借鑒室外實測基線比較法,但在具體實現(xiàn)過程中綜合考慮了船舶運動等特點。該方法的基本原理是在碼頭附近標(biāo)校塔上安裝激光合作目標(biāo)(已知高精度坐標(biāo)值),借助船舶出航時機(jī),利用激光測距儀實時跟蹤激光合作目標(biāo),實時測量兩者之間的距離,同時測量船上的高精度GNSS接收機(jī)實時記錄原始觀測數(shù)據(jù),通過事后精密單點定位處理獲得測量船至激光合作目標(biāo)的距離,將該距離值作為比對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行激光測距儀的精度檢測。

        該方法的事后精密處理技術(shù)主要采用精密單點定位方法,精密單點定位是利用高精度的GNSS衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星鐘差和雙頻載波相位觀測值進(jìn)行高精度定位的方法。該技術(shù)無須用戶自己架設(shè)地面GNSS基準(zhǔn)站,不受作業(yè)距離的限制,機(jī)動靈活,單機(jī)作業(yè),為開展長距離高精度的事后甚至實時動態(tài)定位提供了新的解決方案[10]。

        為了合理可靠地對激光測距儀測距精度進(jìn)行檢測,構(gòu)建了圖1所示的新的激光測距儀精度檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由3個部分組成:船載動態(tài)檢測數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、地面激光合作目標(biāo)和數(shù)據(jù)處理與精度檢測子系統(tǒng)。其中,船載動態(tài)檢測數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要由船載激光測距儀、姿態(tài)測量設(shè)備和GNSS動態(tài)定位設(shè)備組成,主要完成激光測距儀動態(tài)跟蹤地面激光合作目標(biāo),記錄激光測距儀距離測量數(shù)據(jù)、GNSS原始觀測數(shù)據(jù)、姿態(tài)測量數(shù)據(jù)以及對激光測距數(shù)據(jù)進(jìn)行GNSS時間同步;地面激光合作目標(biāo)具有360°全向激光反射功能,且激光合作目標(biāo)點具有高精度的位置信息,供數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)計算測量船至激光合作目標(biāo)之間的高精度距離;數(shù)據(jù)處理與精度檢測子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理,并對激光測距儀的測量精度做出合理評估。

        圖1 新的激光測距儀精度檢測系統(tǒng)

        由于激光測距儀中心點與船載GNSS天線相位中心點存在空間距離,因此需進(jìn)行位置偏差修正。位置偏差改正的關(guān)系式可表示為

        (1)

        式中:ψ為偏航角;θ為俯仰角;φ為橫滾角。

        在實際精度檢測過程中,激光測距受到大氣折射等的影響,采用參考文獻(xiàn)[11]中的大氣修正方法對激光測距值進(jìn)行修正。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]的修正方法和實驗結(jié)果可知,在仰角為10°時,距離修正計算誤差小于3 cm。

        2 新激光測距儀檢測方法有效性檢驗

        2.1 GNSS動態(tài)精密單點定位性能分析

        為驗證GNSS動態(tài)精密單點定位性能,于2020年10月開展了船載動態(tài)精密定位實驗。測試船搭載了GNSS接收機(jī),實驗總時長約150 min,GNSS數(shù)據(jù)采樣間隔為1 s,基準(zhǔn)站采用了Trimble Net R9接收機(jī),架設(shè)在固定基準(zhǔn)點。根據(jù)文獻(xiàn)[12]數(shù)據(jù)分析結(jié)果,Trimble公司新一代數(shù)據(jù)后處理軟件Trimble Business Center(TBC)動態(tài)基線解算精度可達(dá)厘米量級。使用TBC軟件以相對定位模式解算得到船載載流動站的運動軌跡,并以此結(jié)果作為參考真值,評估船載GNSS動態(tài)精密單點定位的性能,動態(tài)定位方法采用參考文獻(xiàn)[13]的數(shù)據(jù)處理方法。圖2給出了船載GNSS動態(tài)精密單點定位的位置誤差,表1給出了船載GNSS動態(tài)精密單點定位位置誤差統(tǒng)計情況。

        圖2 船載GNSS事后動態(tài)精密單點定位位置誤差

        表1 船載GNSS事后動態(tài)精密單點定位位置誤差統(tǒng)計 單位:m

        從圖2可知,GNSS動態(tài)精密單點定位與相對定位解相比,在東向、北向和天向都存在差異,尤其是在天向方向的差異較大。這種差異可能主要來自于精密單點定位模型同雙差模型間的差異,雙差模型中衛(wèi)星軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、對流層延遲等誤差可通過雙差消除,而精密單點定位誤差無法組差消除上述誤差,因此動態(tài)精密單點定位的部分模型需進(jìn)一步優(yōu)化。從表1的統(tǒng)計結(jié)果可知,GNSS動態(tài)精密單點定位精度為11 cm,能夠滿足船載米級精度的激光測距儀精度檢測。

        為了比對分析方法的有效性,對2020年5月份船載激光測距儀歷史校飛數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。此次校飛中,測試船和校飛飛機(jī)均搭載了高精度GNSS接收機(jī),實驗總時長約20 min,GNSS數(shù)據(jù)采樣頻率為5 Hz。因無更高精度位置數(shù)據(jù)作為動態(tài)參考基準(zhǔn),使用兩種高精度GNSS數(shù)據(jù)處理軟件比對的方式,給出校飛方法檢測激光測距儀檢測參考精度。使用GNSS數(shù)據(jù)后處理軟件GrafNav進(jìn)行動對動基線解算,并與Gamit Track軟件處理結(jié)果[14]進(jìn)行對比,結(jié)果如圖3所示,位置誤差統(tǒng)計情況如表2所示。

        表2 船載GNSS與機(jī)載GNSS事后動對動相對定位位置誤差統(tǒng)計(傳統(tǒng)校飛方法) 單位:m

        圖3 船載GNSS與機(jī)載GNSS事后動對動相對定位位置誤差(傳統(tǒng)校飛方法)

        對比表1和表2數(shù)據(jù)處理結(jié)果發(fā)現(xiàn),采用本文提出的方法也可獲得與傳統(tǒng)校飛方法相當(dāng)?shù)男Ч也恍枰厥獾暮S?、空域和氣象保障,無須改裝飛機(jī)。

        2.2 新激光測距儀檢測方法有效性檢驗

        采用平均偏差(Bias)和均方根誤差(RMS)作為激光測距儀測距精度的檢測標(biāo)準(zhǔn)。其計算公式為

        (2)

        (3)

        式中:N為觀測值總數(shù);Ri,GNSS為根據(jù)GNSS和陸地固定站點數(shù)據(jù)通過事后精密處理獲得的距離,將其作為距離真值;Ri,Laser為激光測距儀實際測量值。平均偏差衡量的是激光測距儀測量值與真值之間的偏離程度,均方根誤差衡量的是檢測方法的可靠性。

        為了檢驗新激光測距儀精度檢測方法的有效性,對手持激光測距儀實測值進(jìn)行了檢測。激光測距儀測量距離差值隨時間變化的情況如圖4所示。

        圖4 激光測距儀精度檢測結(jié)果

        從圖4中可以看到,激光測距結(jié)果與GNSS動態(tài)精密單點定位結(jié)果相差在厘米至分米量級??傮w上,兩者差值的RMS在0.5 m以內(nèi)。以上結(jié)果基本反映了米級精度的激光測距儀的測距能力,證明了方法的正確性。

        3 結(jié)束語

        針對激光測距室內(nèi)檢測方法需建立激光測距標(biāo)定環(huán)境或者拆裝后到指定機(jī)構(gòu)進(jìn)行測距儀的標(biāo)定以及校飛方法組織協(xié)調(diào)困難等問題,提出了一種新的船載激光測距儀動態(tài)測距精度檢測方法。該方法在船舶出航時,實時跟蹤陸地固定的激光合作目標(biāo),同時利用船載GNSS設(shè)備,采用GNSS動態(tài)精密單點定位的方法檢測激光測距儀測距精度,實現(xiàn)了激光測距儀的動態(tài)精度檢測,有效克服了傳統(tǒng)檢測方法需拆裝、組織困難等問題。最后,利用船載實測數(shù)據(jù)對該方法的有效性進(jìn)行驗證,結(jié)果表明:即使考慮各種誤差的綜合影響,GNSS動態(tài)精密單點定位精度可達(dá)到11 cm。下一步將對GNSS動態(tài)精密單點定位天向的定位精度進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化,從而提高激光測距儀動態(tài)精度檢測的可靠性。

        猜你喜歡
        激光測距儀單點高精度
        歷元間載波相位差分的GPS/BDS精密單點測速算法
        超薄異型坯連鑄機(jī)非平衡單點澆鑄實踐與分析
        山東冶金(2019年5期)2019-11-16 09:09:10
        手持式激光測距儀示值誤差測量結(jié)果不確定度的研究
        高抗擾高精度無人機(jī)著艦縱向飛行控制
        利用激光測距儀對采空區(qū)快速地形測量方法
        價值工程(2017年8期)2017-03-25 10:16:21
        儲絲柜分配行車精確尋柜技術(shù)改造
        卷宗(2017年1期)2017-03-17 09:14:36
        數(shù)字電視地面?zhèn)鬏斢脝晤l網(wǎng)與單點發(fā)射的效果比較
        船載高精度星敏感器安裝角的標(biāo)定
        基于單片機(jī)的船舶避碰系統(tǒng)的設(shè)計
        科技視界(2016年16期)2016-06-29 20:57:07
        基于高精度測角的多面陣航測相機(jī)幾何拼接
        国产av无码专区亚洲av中文| 亚洲一区二区懂色av| 一本色道久久88—综合亚洲精品 | 亚洲国产成人精品一区刚刚| 日韩中文字幕在线观看一区| 久久精品人妻无码一区二区三区| 国产精品国产三级农村妇女| 91久久精品国产性色tv | 亚洲精品一区二区三区麻豆| 亚洲熟女综合一区二区三区| 中文字幕一区二区三区人妻精品| 国产精品三级在线不卡| 无码一区二区三区| 色老头在线一区二区三区| 日本高清不在线一区二区色| 久久免费精品日本久久中文字幕| 免费国产在线精品一区| 婷婷丁香五月中文字幕| 精品日韩欧美| 日本本土精品午夜视频| 乱色精品无码一区二区国产盗| 婷婷综合久久中文字幕蜜桃三电影| 久久久2019精品视频中文字幕| 中文字幕影片免费人妻少妇| 亚洲国产精品无码专区影院| 国产成人77亚洲精品www| 一区二区三区观看在线视频| 中文无码人妻有码人妻中文字幕| a级国产乱理论片在线观看| A亚洲VA欧美VA国产综合| 亚洲乱码中文字幕一线区| 国产精品久线在线观看| 精品欧美在线| 亚洲一区二区三区资源| 噜噜噜噜私人影院| 欧美黑人巨大xxxxx| 国产亚洲一区二区三区夜夜骚| 久久精品av在线观看| 思思久久96热在精品国产| 97色综合| 日本二区在线视频观看|