机载激光雷达系统是一个复杂的多传感器集成系统，其精度受到系统内各个组成部分的共同影响，因此LiDAR系统的误差源很多，也很复杂。一般而言，机载LiDAR数据与其他空间数据一样存在三种类型误差：粗差、随机误差、系统误差。
一、量测误差
1、激光测距误差
激光测距仪是LiDAR系统最重要的核心设备，激光测距受到多种因素的影响，主要有三类：① 测距仪引起的观测误差。激光测距的每一个工作过程都会带来一定的误差，但起主要作用的是电子光学电路对经过地面反射和空间传播后的不规则激光回波信号进行处理、估计和时间测量带来的误差，分别有时延估计误差和时间测量误差两类。② 大气折射误差。激光在穿透大气时，同GPS 信号一样也会受到大气(对流层) 折射误差的影响，其影响程度取决于激光脉冲的波长。③ 地物目标引起的误差。激光脉冲信号发射到地面时，由于地表物理特征的不同而产生不同的反射。当信号发生漫反射时大量反射信号被接收，会形成较大的接收噪声；当信号发射到光滑物体表面便形成镜面反射，可能会造成激光测距信号“丢失”；
2、 DGPS定位误差
DGPS的定位误差是影响激光脚点精度的主要因素，GPS 动态定位误差主要包括卫星轨道误差、卫星钟差、接收机钟差、多路径效应、天线相位中心不稳定外，还有卫星星座、观测噪声、整周模糊度的求解正确与否等，尽管GPS 定位误差较明显，但它随着观测环境的变化而不断变化，不容易消除或者模型化。为削弱GPS 定位误差的影响，通常采用的方法是在测区内建立多个分布比较均匀的基准站，保证GPS 动态定位计算时离基准站不会太远。
3、姿态量测误差
姿态测量误差是影响机载LiDAR 系统定位精度的因素之一。在机载LiDAR 系统中，通过将刚体IMU 与激光扫描仪进行连接，两者的姿态可以说是完全一致的。IMU 姿态测量的精度会受到加速度计比例误差、速度计常数误差、随机漂移、陀螺各种系统漂移等因素的影响，其姿态测量的精度必然会影响到直接定位的结果。目前，在国内民用INS 系统的精度水平为：航偏0.1、侧滚和俯仰0.05°，采用GPS/INS 组合的精度水平为 0.03°；国外先进的GPS/INS组合的精度水平为：航偏0.01°、侧滚和俯仰0.005°。
4、扫描角误差
扫描角误差是指由于安装、设计等原因使得扫描系统转轴方向偏离了理想状态，使得扫描角的起始角度不为零，这是固定的，可以在出厂时测定；扫描电机的非匀速旋转以及扫描镜的震动等也会给扫描角带来误差；此外，扭矩误差的存在也使得实际扫描角与预计的扫描角不一样。这些都会给计算结果带来误差。
二、硬件安置误差
1、偏心距误差
偏心距误差是各仪器坐标系之间的平移误差。由于各设备具有不同的坐标系中心，需要在安置后对各个设备位置的相互关系进行精确的测定，观测值会存在一定的误差。一般来说，这种误差在数据解算时都进行了消除，带来的影响不大。偏心距误差主要是GPS接收机天线中心到激光束在扫描镜上发射点的距离的量测误差。
2、安置角误差
仪器安置时产生的误差，主要是指非扫描状态下，由于安装而造成的激光束偏离机下点的系统误差航偏误差、俯仰误差、侧滚误差图片。机载LiDAR 系统中，IMU 与激光扫描仪紧密固联，安装时尽量保证IMU 各轴与激光扫描仪系统的各轴指向精确平行，但实际上安装后IMU 各轴指向与激光扫描仪的各轴指向间有一个微小的角度差，即偏心角，也称安置角，在实际生产中，飞机落地时的剧烈震动可能造成仪器的移位，并对数据造成干扰。因此，必须研究其形成机理、影响规律，并做出准确的补偿。偏心角在实际应用中必须检校、精确测定偏心角的大小，并在各种转换中考虑该值，才能把IMU 记录的姿态数据转化为可用于摄影测量生产的精确外方位元素，尤其在机载LiDAR 这种直接对地定位的高精度应用中尤为重要。
3、角度步进误差
角度步进误差是角度记录装置在记录角度变化时产生的误差，一般在出厂时进行校正。
4、扭矩误差
如果将扫描镜视为刚体，在旋转和摆动时由于惯性其转动的实际角度必然会与预期的(记录装置记录值)角度不一样，这就是扭矩误差。其与扫描镜旋转轴的弹性和机械性能有关，在扫描航带的边缘，扫描镜在最大加速度时，其实际的镜面位置和编码器计算位置有细微差别；而在航带中心，无扭矩误差，因为此时加速度为零。
三、数据处理误差
1、时间同步误差
机载LiDAR 系统由POS以及激光扫描系统组成，它们是各自独立的系统设备，具有不同的时间记录装置，这些时间相互独立。为了确定一个激光点的三维坐标，必须保证激光发射的位置、姿态以及测距值是同一时刻的观测值，如果存在时间偏差，或不能精确地确定这一偏差，就会造成点位的误差。而且这种误差是变化的，会随着相关量测的变化率的增加而增加。例如，飞机平稳飞行时，测距和测姿之间时间偏差的影响很小，这时，姿态角一般保持不变或者变化很小；而当飞行不平稳时，时间的偏差就会对激光点的量测误差造成很大影响。
2、内插误差
内插误差是由于激光扫描测距系统与POS系统有不同的数据记录(采样)频率引起的。一般而言，激光扫描测距系统的频率最高，可达150kHz；IMU次之，200Hz左右；DGPS 的频率最低，只有20Hz左右。因此，要想得到每个激光脚点的位置和姿态，就必须对POS数据进行内插。显然，这样会带来内插误差。
3、坐标转换误差
机载LiDAR系统得到的数据是基于WGS-84 坐标系的。而测量的目的一般都是为了工程服务，需要将激光脚点的坐标转换到当地坐标系统中，而由于高程异常的影响，这一过程也会出现误差，这就是坐标转换误差。
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