【技术实现步骤摘要】
一种三维激光扫描与GPS-PPK的组合测量方法
本专利技术涉及一种组合测量方法，尤其适用于环境测绘工程中使用的一种三维激光扫描与GPS-PPK的组合测量方法。
技术介绍
中国是全球最大的煤炭生产国，其煤炭产量占全球产量的42％，其中96％的产量源于地下煤矿开采。地下煤炭开采将不可避免的造成地面沉降从而严重影响地表状况(壹)。地下矿产资源的开采带来了巨大的物质财富但同时也破坏了自然环境。现如今对于煤矿开采导致的位移的研究所使用的数据可以直接从现场获取，传统的测量方法包括水准测量与全站仪测量。但该方法存在测点保存困难、外业工作强度大、获取有效数据少等缺点。2011年，C.Liu等人将GPS-RTK(载波相位差分技术)应用于开采沉陷监测，虽然缩短了工作时间，但是其仍然面临着与传统测量方法类似的问题，而且GPS-RTK(载波相位差分技术)的水平位置精度仅有1-4cm，垂直精度为2-8cm；量测质量也容易受到多路径效应、卫星信号阻断和天气状况的影响。此外，InSAR技术也被广泛用于矿区监测中，2000年，Perski等人同样基...
【技术保护点】
1.一种三维激光扫描与GPS-PPK的组合测量方法，其特征在于步骤如下：/n在待测区域中心位置布置测站，并在待测区域中平均布置GPS标靶，保证各标靶之间连线夹角在30至60度之间；/n启动测站和GPS标靶，分别进行GPS-PPK测量和三维激光扫描，以单位时间的单站采集时间获取了多个时段的GPS数据；得到待测区域的三维激光扫描点云数据和GPS标靶的GPS数据；/n由GPS-PPK测量提供高精度标靶控制点坐标，三维激光扫描获得高精度点云相对坐标数据，以GPS坐标数据为基准替换进GPS标靶点的三维激光点云数据坐标当中，从而将测站的点云数据以及GPS标靶的GPS数据相互融合，最终得...
【技术特征摘要】
1.一种三维激光扫描与GPS-PPK的组合测量方法，其特征在于步骤如下：
在待测区域中心位置布置测站，并在待测区域中平均布置GPS标靶，保证各标靶之间连线夹角在30至60度之间；
启动测站和GPS标靶，分别进行GPS-PPK测量和三维激光扫描，以单位时间的单站采集时间获取了多个时段的GPS数据；得到待测区域的三维激光扫描点云数据和GPS标靶的GPS数据；
由GPS-PPK测量提供高精度标靶控制点坐标，三维激光扫描获得高精度点云相对坐标数据，以GPS坐标数据为基准替换进GPS标靶点的三维激光点云数据坐标当中，从而将测站的点云数据以及GPS标靶的GPS数据相互融合，最终得到待测区域点云数据的高精度绝对坐标信息。
2.根据权利要求1所述的三维激光扫描与GPS-PPK的组合测量方法，其特征在于：由于三维激光扫描数据精度远优于GPS数据，但三维激光扫描数据无法获取全局坐标信息，为利用GPS数据中的全局坐标信息，必须进行数据融合，采取位置信息以GPS为准，各点间相对位置关系以三维激光扫描数据为准的数据融合处理流程为：
以所有时段GPS数据为基准，使用ICP(IterativeClosestPoint)算法将三维激光扫描数据与GPS数据进行匹配，将GPS数据作为源点云P＝{p1,…,pn}，将三维激光扫描数据作为待配准点云Q＝{q1,…,qm}且m≤n，利用最小二乘匹配迭代计算源点云和待配准点云之间的旋转和平移参数：将待配准点云Q中的每一个点qi(i＝1,…,m)，在源点云P中均可以找到一个点pi满足||pi-qi||之间的距离最小，即使得函数f(q)最小化：
式中，qR表示待配准点云与源点云之间的旋转参数，qT表示待配准点云与源点云之间的平移参数，对旋转参数qR和平移参数qU的值迭代更新直到f(q)小于预定阈值，将所有的旋转参数组成旋转矩阵R，将所有的平移参数组成平移矩阵...
【专利技术属性】
技术研发人员：李亮，吴侃，白志辉，曹兴砚，贾秉松，董祥，吴志聪，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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