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上海华测导航技术股份有限公司点云融合原理及系统误差来源

激光雷达系统测量原理激光扫描仪：以激光发射中心为原点，获取相对坐标，不能直接获取世界坐标系激光扫描参考系及瞬时激光束坐标系激光扫描坐标系到载体坐标组合导航系统可提供载体的即时位置和姿态

激光雷达系统测量原理组合导航系统可提供载体的即时位置和姿态，激光扫描仪可获取地物的即时相对位置数据融合:激光雷达测量成果要获取世界坐标系（WGS84系），需要由激光坐标系→惯性平台（载体坐标系）→WGS84系。组合导航系统记录的高频率（200Hz）位置和姿态信息，通过高精度时间同步系统与激光雷达采集的瞬时相对位置信息进行匹配及内插，将组合导航系统的位置和姿态通过坐标变换推算得到激光雷达的激光发射中心，赋予激光发射中心世界坐标，进而得到世界坐标系（WGS84系）的测量成果。

误差来源分类ZYXOXYZOLASIMU激光雷达系统激光器测量误差：主要指激光器本身的测量误差，通常主要指标为测距误差。定位定姿系统误差：定位定姿系统主要由GNSS和IMU组成，主要误差为传感器性能和组合导航解算误差。系统集成误差：传感器安置误差、时间系统同步误差，其中传感器安置误差影响较大。测距误差定位误差姿态误差杆臂值、安置角人为因素造成的误差：基站坐标的获取误差、基站天线高输入误差。

激光器测量误差10cm测距误差所引起的位置误差（单位：m）0°15°-15°XY激光器测量误差测距误差：综合误差测角误差（扫描角度）：编码器光轴安置误差激光光斑发散环境因素：大气、温度、光照等反射相关激光器测量误差通常体现为激光器的测距精度，一般标称150m处测距精度。误差分析中，激光器测距精度相对其他误差影响较小。

定位定姿系统误差载体平台平面精度高程精度姿态精度航向精度机载100-1000m0.002-0.005m0.004-0.009m0.1-0.2arcmin0.4-1.0arcmin车载2-50m0.002-0.02m0.01-0.05m0.02-0.04arcmin0.2-0.5arcmin定位定姿系统（POS）精度姿态误差对激光角点坐标影响机载平台：测距远，卫星信号良好，定位精度高姿态精度和航向精度差车载平台：测距近，卫星信号差异大，定位精度变化大，姿态精度和航向精度高机载激光点云误差姿态误差影响较大车载激光点云误差定位误差影响较大高程精度通常比平面精度低一个量级；航向精度通常比姿态精度低一个量级。飞行高度越高，姿态误差对激光角点坐标影响越大。扫描角度越大，姿态误差对激光角点坐标影响越大，高程精度要比平面精度高。

系统集成误差杆臂值：通常获取方式为通过设计图纸获取，精度通常在毫米级。直升机平台需要单独测量杆臂值。影响：杆臂值误差通常直接叠加在激光角点坐标。X’Y’ZXYZ’安置角误差：激光器实际安装的坐标轴向与设计值之间的差异δX、δX、δX。通常要求激光扫描参考坐标系与惯性平台参考坐标系的坐标轴平行。

误差来源分类以上三种误差均属于系统误差，通过华测导航高精度标定算法，可以在产品出厂之前，就最大限度地抵消这些误差来源，也即是数据工程文件夹中的xxx.EP文件。此外，在CoPre数据处理过程中，还存在人为因素产生的误差。具体就是基站坐标的获取误差及天线高输入错误导致的误差。标定文件（.EP）详细内容

人为因素产生的误差基站坐标的获取误差及天线高输入错误导致的误差。误差类型具体原因解决方案基站坐标获取误差RTK方式获取基站点的系统误差多次测量取平均值或直接将基站架设于客户提供的已知点上。与检核点不属于同一坐标框架导致的误差检核点与基站点采用同一种账号同时段进行采集天线高输入错误天线高度测量错误明确量取地面已知点到辅助测量片的测片高（即斜高）天线类型识别/选择错误明确静态基站的型号，若是其他厂家的rtk，将静态文件转换为通用Rinex格式，并将位置归算到天线相位中心注：若使用云基站服务，请确保检核点也通过华测swas账号获取得到