GNSS双天线结合AHRS测量农田地形

来源：农业工程学报杂志2019年第21期北京时间：

作者：景云鹏,刘刚,金志坤,

摘要：为减小GNSS农田平整过程中农田地势信息的采集误差，提高农田三维地形的测量精度，该文提出了一种基于GNSS双天线和姿态航向参考系统（attitude and heading reference system, AHRS）组合的地形测量方法。以GNSS平地系统为试验平台，利用AHRS获取平地铲的姿态角和三轴加速度信息，建立GNSS双天线的位置解算方程组；对采集过程中的误差源进行分析，使用最小二乘法和五点三次平滑法对振动误差进行趋势项消除和平滑处理，获得高精度的农田三维地形测量数据。水泥路面的试验结果表明：位置解算方程可以有效地对双天线的位置信息进行解算，通过误差处理后定位天线测量数据的波动范围减小了9.57%，定向天线测量数据的波动范围减小了8.42%。3块不同面积（35 m×50 m、35 m×100 m和35 m×200 m）的农田平地作业试验结果表明：与单天线地形测量方式相比，双天线测量得到农田平整度的准确性分别提高了14.286%、14.063%和10.084%，最大高程差的准确性分别提高了8.642%、8.333%和8.897%，高差分布列的准确性分别提高了1.536%、3.357%和2.991%。本文提出的地形测量方法可以有效降低采集数据的误差，可为农田平整作业提供高精度的地势信息。

关键词：土地利用, 测量, 地形, GNSS双天线, 姿态航向参考系统, 位置解算, 误差处理