内方位元素的测定

4.4.1　内方位元素的测定

性能优良的GPS/INS组合导航定位与测姿系统为获取载体高精度的位置和姿态参数提供了有力的支持，这是机载激光雷达实现高精度对地定位的前提。为了高精度地求解每个激光脚点的位置坐标，由式(3.20)可知，除了要知道外方位元素(即三个姿态角)、飞机航迹(x，y，z)以及激光扫描测距时提供的距离和扫描角外，还必须精确地知道定位定姿传感器同激光扫描系统之间的空间关系，提供正确的内方位元素，这对于激光脚点的位置计算非常关键。在这里，内方位元素主要包括:①激光脉冲测距参考点同GPS相位中心(提供飞机航迹)间的偏移量t_L－t_G(见式(3.21);②安置偏差角，激光扫描的三个主轴同载体坐标系的三个主轴相互不平行。

尽管内方位元素对定位结果的影响是系统性的，但我们还是能通过一定的方法来测定它们。通常都是假定这些内方位元素在一次飞行作业过程中为常数(但实际上由于振动或飞机机体的正常变形，都会在一定程度上使内方位元素发生一些微小的变化)。

激光脉冲测距参考点同GPS相位中心间的偏移量可在地面上利用常规的经纬仪和测距仪通过测边测角的方法来测定(Favey，2001)(见图4-6)，也可以直接量测。直接测定安置偏差角相对较困难，通常都是利用飞机在行检校技术(Self-calibration Technique)直接从机载激光雷达测量数据中估计出来(Thiel，et al，1999;Favey，2001)。

图4-6　测定偏移量

INS坐标参考框架和激光扫描参考系统之间的安置角误差是机载激光雷达中最大的系统误差源。根据经验，这些安置角误差通常为0.1°～0.3°。这些安置角误差对地面激光脚点坐标的影响还取决于飞行的高度和扫描角的大小。