StudiumAbschlussarbeiten
Bestimmung von hochaufgelösten 3D-Trajektorien mittels Kollokation nach kleinsten Quadraten

Bestimmung von hochaufgelösten 3D-Trajektorien mittels Kollokation nach kleinsten Quadraten

Betreuung:  Jens-André Paffenholz
Bearbeitung:  Corinna Harmening
Jahr:  2011
Laufzeit:  2011
Ist abgeschlossen:  ja

Die Datenerfassung beim terrestrischen Laserscanning erfolgt in einem lokalen, sensordefinierten System. Zur Überführung der Messungen in ein globales, übergeordnetes System sind die Transformationsparameter zwischen den Systemen möglichst effizient zu bestimmen. Die direkte Georeferenzierung beschreibt die unmittelbare Beobachtung der notwendigen Transformationsparameter durch zusätzliche Sensorik, wie z. B. GNSS Ausrüstung und (optional) Neigungssensoren. Aus der Trajektorie des GNSS Antennenreferenzpunktes im Raum lässt sich unter Kenntnis der zeitlichen Zuordnung der 3D-Positionen zu den Scanprofilen die gesuchte Orientierungsinformation (Position und azimutale Ausrichtung) ableiten. Die zeitliche Zuordnung ist zentraler Gegenstand dieser Bachelorarbeit. Zur Berücksichtigung stochastischer Zusammenhänge bei der zeitlichen Zuordnung eignet sich u.a. die Kollokation, wodurch eine bessere Annäherung an die Zielgröße im Vergleich zu einer einfachen linearen Interpolation zu erwarten ist. 
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurden verschiedene, in der Literatur bekannte Kollokationsansätze vorgestellt und deren Eignung für die konkrete Aufgabenstellung -die Interpolation einer 3D-Position (XYZ) zu einem vorgegebenen Zeitpunkt- diskutiert. Darauf aufbauend wurde ein Kollokationansatz zur Lösung der Synchronisation entwickelt und an simulierten und realen Daten getestet. Dabei erfolgte eine intensive Auseinandersetzung mit der Aufstellung einer geeigneten Kovarianzfunktion des Signals zur Besetzung des stochastischen Modells.
Als Ergebnis der Arbeit lässt sich festhalten, dass durch den Einsatz der Kollokation eine deutliche Reduktion des Messrauschens erzielt werden konnte und der unregelmäßig-systematische Anteil durch das Signal entsprechend modelliert werden konnte. Darüber hinaus wurde eine allgemeingültige Kovarianzfunktion für die vorliegenden realen Daten bestimmt.