题目：基于航摄图像的机载激光雷达平台定姿方法研究

机载激光雷达以其作业灵活、操作方便、作业效率高等优点，广泛应用于地形测绘、海洋测深、大气环境监测、军事国防等领域。由于飞机在飞行过程中会受到外部和内部各种扰动的影响，载荷平台很难保持理想的匀速直线运动状态，需要结合GPS定位数据、INS定姿数据、激光扫描测距数据等对激光脚点进行修正。其中，定姿误差是影响三维成像质量的主要原因，而高精度INS设备的价格非常昂贵。因此，本论文研究在选用低成本、低精度INS设备条件下的高精度定姿方法，具体内容如下：1. 对机载激光雷达的三维成像误差进行了溯源分析，主要包括：定位误差、定姿误差、激光测距误差、扫描角误差、系统集成误差等；2. 在选用低成本、低精度INS设备条件下，基于平台姿态角测量误差与激光脚点三维定位误差之间的映射关系，提出一种在分段扫描范围内只需利用该区域两个特征点的二维平面坐标，即可求解姿态角测量误差的方法，该方法能大大提高定姿精度；3. 在选用低成本、低精度INS设备条件下，基于航摄图像的相对运动与平台姿态角变化之间的映射关系，提出一种在线、快速、高精度的定姿方法，尤其对所采用的图像匹配算法进行了深入的分析；4. 研制了平台姿态角测量误差对成像影响的仿真软件和基于航摄图像相对运动的定姿方法的仿真软件，并搭建了半物理仿真实验系统。