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长距离铁路轨道近景影像平差数据结构与解算方法研究
| 论文题名： | 长距离铁路轨道近景影像平差数据结构与解算方法研究 |
| 关键词： | 高速铁路;轨道检测;摄影测量;信息处理 |
| 摘要： | 铁路轨道是高速列车安全运行的重要保障，在长期的运营过程中，轨道可能会出现各种几何形变，必须加强对铁路轨道的几何检测和维护。本文利用近景摄影测量技术，对长距离轨道近景影像特征进行分析研究，探索出一套轨道影像平差算法，精确解算轨道影像的外方位元素和加密点坐标，为铁路轨道的平顺性检测提供基础数据。对轨道近景影像数据平差的系数矩阵进行分析，发现误差方程式和法方程式的系数矩阵呈稀疏排列，并且分布很有规律。针对轨道影像独特的数据结构特征，使用基于UMFPACK求解器的多波前法进行大型稀疏矩阵的存储，运算效率得到提高，内存占用较少，克服了大型稀疏矩阵数据存储的问题，适合长距离轨道近景影像大型稀疏数据的存储和解算。在长距离轨道影像平差过程中，为了避免单条轨道平差而带来的波动，本文采用双轨平差和两轨交叉联合平差的方法，组成多基线的条带网。分析了平差过程中的相机畸变问题，探索出正确的畸变模型，然后经过轨道影像相对定向、模型连接和绝对定向，为光束法平差提供初始值。由于像片数量多，相邻影像灰度相似性高，且布设的控制点数量少，在平差过程中，远离控制点时，会出现精度不高的情况。 本文提出了基于块的稀疏矩阵压缩(SMC)技术与预处理共轭梯度法相结合的平差方法，使得稀疏矩阵容易更新，进而提高平差收敛速度。详细介绍了平差中的病态问题，以及相应的长距离分段平差处理方法，确保了对平差计算过程的稳定实现。针对长距离轨道近景影像数据，编写出一套平差算法，以资阳铁路段轨道近景影像作为实验数据，经过多波前法数据结构的存储，影像交叉联合平差以及模型连接等，解算出一套初始数据带入到共轭梯度光束法平差中，正确解算出轨道影像的外方位元素，进而为轨道平顺性参数检测提供基础数据。 |
| 作者： | 赵宗华 |
| 专业： | 测绘工程 |
| 导师： | 陈强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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