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信号与准确度

移动测绘中的 GNSS 集成:轨迹、时序和检查

查看定位传感器和映射对象之间的完整连接,而不是将 GNSS 轨迹视为成品。

移动测绘中的 GNSS 集成:轨迹、时序和检查

定义移动测绘证据链

移动测绘将移动平台的位置和方向与摄像机、激光雷达或其他传感器的观测相结合。 最终对象坐标取决于完整的链。 精确的 GNSS 轨迹本身并不能验证每个映射特征。 在选择定位和处理工作流程之前,定义预期的产品和评估要求。

列出实际系统所需的传感器、数据文件和校准信息。 使用支持的安排使用制造商文档。 在现场收集、轨迹处理、传感器校准和产品审查之间保持责任明确。 这使得在不假设每个空间差异起源于卫星定位的情况下更容易研究问题。

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确认参考和高度兼容性

记录轨迹和所需输出的坐标参考。 包括基准实现、相关时的协调时期、单位和垂直参考。 本地项目网格可能需要从定位解决方案进行定义的转换。 保留使用的操作和模型版本。 单独的地图投影标签可能无法描述完整的关系。

在生产之前通过预期的工作流程测试已知的参考位置。 分别比较水平和垂直组件。 如果轨迹使用椭球高度并且输出需要另一个高程系统,则记录批准的转换。 避免仅将最终的无法解释的偏移应用于映射对象,以使其适合具有不确定出处的背景数据集。

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将时序视为系统要求

传感器观测必须与正确的轨迹时间相关联。 遵循设备的记录同步和事件处理方法。 保留原始时间戳和日志,并确定其时间系统。 不应假定文件复制时间或相机时钟显示代表映射工作流程使用的精确观察事件。

在配置或固件更改后,在代表性集合上测试时序行为。 时间不匹配会产生随平台移动而变化的空间误差,使它们看起来与简单的参考偏移不同。 不要在没有证据的情况下发明时间戳校正。 保留原始文件和文档 任何经批准的时间调整,以便复制结果。

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保留传感器几何和校准

GNSS 天线、方向传感器和映射传感器之间的关系必须通过系统支持的校准过程来定义。 记录相关的安装和校准版本。 不要假设物理移动传感器使先前的参数有效。 使用制造商的文件化程序和项目的实际配置检查验收检查。

保持校准证据与独立产品验证不同。 系统可以在生产条件下仍需要检查的同时满足校准观测。 如果修改了参数,请识别受影响的集合和产品。 即使所有文件都以相同的项目名称存储,也可以安静地更改配置文件可能会使以后的处理之间的处理不一致。

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新墨西哥州Midnight Meadow的无人机正射影像。
新墨西哥州Midnight Meadow的无人机正射影像。 · USGS / Public Domain

规划定位限制的路线

城市峡谷、隧道、树木覆盖和结构可以中断或降解 GNSS 观测。 查看路线并在收集前确定具有挑战性的部分。 集成系统可以使用其他传感器来弥合差距,但其性能取决于实际设备和条件。 避免关于在没有卫星支持的情况下运行多长时间或准确的普遍说法。

保留显示解决方案状态和相关处理质量指标变化的日志。 在路线的代表性部分计划独立的参考检查。 看起来光滑的轨迹在绝对位置上不一定是正确的。 平滑度、可重复性和参考一致性是不同的质量问题,应使用适当的证据进行评估。

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坐标收集和现场记录

使用路由和运行标识符连接传感器文件、定位日志和户外测量工作中记录的笔记。 记录开始和停止时间、中断和相关站点的更改。 在生产运行前验证所需的录制是否处于活动状态。 连接的显示器不一定证明每个传感器的未处理测量数据都被正确存储。

在可行的情况下查看该领域的简短样本。 检查文件覆盖率、传感器操作和运行之间的关系。 在复员之前重复一小部分可能比在平台离开该区域后发现丢失的原木更有效。 保持原始文件完整并使用清单,以便处理团队可以准确识别哪些记录属于一起。

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独立评估映射对象

使用合适的独立土地测量观测来测试交付的物体或表面,而不仅仅是轨迹。 明确定义物理目标并比较兼容的参考。 在相关的路线条件下分发检查,包括卫星接收困难的区域。 当它们打算独立测试结果时,将验证观察结果排除在校准之外。

在适当的情况下按路线方向、运行、表面类型和环境设置检查图案。 通道之间的重复偏移可能表明与结构下的局部问题进行了不同的研究。 保留排除及其原因。 评估应确定发布的产品版本和方法,以便质量声明仍然附在具体证据上。

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通过产品提供轨迹出处

在收件人所需的水平上提供参考定义、收集日期、处理版本、校准信息和独立评估结果。 确定证据有限或质量合格的区域。 将详细的日志保存在存档中,即使它们不全部包含在项目结果的主要交付中。 这支持以后的调查,而不会压倒普通产品用户。

保持路由发布和修改后的处理输出版本。 如果校准或参考校正改变了产品,请说明哪些区域受到影响并重新评估它们。 可靠的移动测绘是一个协调的传感器工作流程,具有独立的检查功能。 GNSS 是一个关键组件,但最终的映射几何形状取决于时间、校准、观察和处理的处理。

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诊断重复通过之间的分歧

如果两个通道显示相同道路特征的不同位置,请比较它们的时间、轨迹证据、校准和观察几何形状。 检查对象本身是否移动或被不同地解释。 停放的车辆不是稳定的参考特征。 使用明确定义的独立地面观测来区分绝对位置和通道之间的一致性。

不要自动平均这两个结果。 不相容的观测平均值可能看起来很整洁,同时保持不受支持。 确定原因或限定受影响的产品,保留两个原始运行。 如果采用更正的配置,记录并一致地处理相关数据。 这将重复传递差异转化为有用的系统检查,而不是将其隐藏在最终地图中。

将重复传递比较与稳定、明确定义的特征和相同的提取方法联系起来。 在两个点云中以不同方式解释的路缘边缘可能会产生差异,部分是特征选择问题。 记录每次运行中如何获得对象坐标。 如果系统配置发生变化,请确定哪些运行需要重新处理并重复相关检查。 存档应保留原始运行、轨迹、校准和派生产品之间的关系,以便可以连贯地应用校正,而不是作为孤立的手动几何编辑。

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实用检查清单

实用检查清单

  1. 一起验证时序、传感器几何和参考定义。
  2. 保留路由清单和原始定位日志。
  3. 独立于轨迹处理验证映射对象。
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参考资料

  1. NOAA NGS — User Guidelines for Single Base Real Time GNSS Positioning
  2. GPS.gov — GPS Accuracy
  3. USGS — Lidar Base Specification Online