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摘要前次理論回顧系統誤差的起因誤差影響分析誤差的可分離度實際率定的過程探討問題與討論前次理論回顧系統誤差的起因誤差影響分析上次模擬了各誤差的影響量,現在用數學式表示並分析各誤差的單獨影響結果([1]T.SCHENK,2001):測距誤差只考慮測距誤差,前式可以寫為如果只有測距誤差時影響只跟有關,且只對y和z有影響量,掃描角0度時對z影響最大,兩端對y影響最大。且影響的關係是非線性的,會造成掃描的平面變形。掃描角誤差:考慮掃描角誤差時,可以寫為可以看出X方向誤差和掃描角無關,只和掃描面不正交於X,Z軸有關(),且因為掃描誤差隨著掃描角而變化,且同時對Y和Z產生影響(右圖)所以在不同位置的誤差ey和ez也各不同。安置誤差包括如同上面的方法單獨表示可寫為因為安置角通常相當小因此又可視為0度(之前已都假設安置為0),如此可得可發現影響Y和Z的大部分安置角誤差發生在,所以通常會直接造成沿X軸坡度的傾斜。([1]T.SCHENK,2001)INS角度誤差可看出各軸的誤差分量和內部安置向量的各軸分量影響最大,所以若要讓INS的系統誤差變小,安置儀器時盡量讓儀器間的間距越小越好,如果要讓平面影響降低,就應盡量將GPS架設在LS上方,縮小平面的間距。第二誤差這是一種非儀器造成的誤差,也可以說是儀器誤差間接產生的誤差,只發生在非水平的傾斜面,如下圖,假設面S在X、Y軸的傾斜角度為,則整個高程的系統誤差量必須加上此一第二誤差。([1]T.SCHENK,2001)誤差的可分離度因此,只要能消除INS的誤差,其他的內部誤差可以求解如下:(以下情形假設INS誤差已消除)誤差的總和表:依序是測距誤差、掃描角誤差、安置角誤差、安置向量誤差利用左右兩端和中央掃描角的關係組合而得掃描角測距誤差安置向量誤差無法單獨消除的誤差和無法單獨消除的誤差和無法單獨消除的誤差和實際率定的過程探討pitch的率定飛機在一定航高,掃描頻率等條件固定下,掃描角度為0度不做擺動的情形下掃瞄,來回飛過一平坦率定場,如果有pitch的誤差在往和返過程中會出現雷射點打在與實際位置相反方向的情形,我們就可以取其平均誤差X,找到此誤差。Roll的率定就必須在擺動掃描下才可以發現,所以我們用一固定擺動速度和固定掃描視角,如下圖平行飛過率定場,可以發現紅點(雷射點)的高程和屋頂的高程一樣,這表示在左邊紅點的位置其實是屋頂的邊緣,所以紅點到真正屋頂間的距離(X)就是受到Roll所影響造成。Scale可以比較不同的高度所得的雷射點高程,和地面量測的檢驗場中能辨識的控制點作比較,可以得到尺度的影響。Elevation,在尺度修正後可以發現在不同航高下還是都會有一個高程距離的固定偏差量,這就是Elevation誤差。作法是飛機飛過垂直於飛機跑道的方向,與實測的剖面線資料和掃描點的資料做比較而得到此一誤差。分析:由於其他誤差並沒有被考慮進去,所以這率定出來的安置角誤差並不全然都是安置角誤差的影響,只是影響比較大而已,而且在不同的掃描角下誤差影響也會不同,此率定過程似乎沒有考慮到這因素,而用平均來作為誤差的量,這樣的作法也是欠缺考量。問題與討論假如INS誤真如[T.schenk]模式一樣是和INS的方位不相關(即INS姿態角改變時其角度誤差仍然維持不變),那麼我們可以用往返掃描同一特徵線,利用前面的公式推導出求解INS誤差的解析式:延續[T.schenk,2001](5-6)的公式,因為往返的INS誤差應該相同,所以往返有相同的,所以(5-6)可改寫為如此我們從往返座標和的高程部分應等於,可以求得,再用求出。但是此作法有許多前提和必須克服或驗證的地方,前提是往返測該特徵物(通常是特徵線)時掃描角要一樣,因為不同的掃描角下會有不同的誤差,且必須有平行於x軸的特徵線和平行於y軸的特徵線,如下圖。未來方向參考文獻測距誤差:起因於測距的尺度和本身的常差。掃描角的誤差可細分為指標差ε和掃描角誤差指標誤差ε是指原本掃描角0°應該在z軸方向,但是會有指標錯誤的誤差,這誤差會使掃描角加上此誤差ε(常數)。而掃描角誤差是掃描時角度的測量上不正確所引起。右圖顯示了指標誤差ε和掃描角誤差的影響,使原本的τ變成。([1]T.SCHENK,2001)GPS、INS、LS之間的時間同步化和內插的誤差,前者是由於取樣頻率的不同導致可能無法在同一時間上都有取樣資料所造成的誤差,而後者則為INS取樣間格內的變化無法得知所造成,由於是隨機性的(不知道間格內造成誤差的方向性和大小),我們把他歸類為INS的隨機誤差。下圖(a)為時間同步化的時間差,該時間差造成了圖(C)的角度誤差,圖(b)