定位精度是机载激光测深雷达系统的关键性能指标之一。计算分析表明,安置误差是决定机载激光测深雷达系统定位精度的主要因素,因此建立可靠的安置误差标定模型、设计对应的安置误差标定方案,对于提高机载激光测深雷达系统的定位精度十分必要。本文以国产机载激光测深雷达系统为研究对象,在调研国内外机载激光雷达系统安置误差标定方法的基础上,结合国产机载激光测深雷达系统的特点,采用基于平面约束模型的安置误差平差解算模型。主要研究内容包括:(1)机载激光测深雷达对地几何定位模型推导。分析了国产机载激光测深系统的构成,定义了各传感器坐标系,针对系统特有卵形扫描结构推导了扫描仪测距定位公式,基于各传感器空间转换关系推导了激光脚点在WGS84坐标系下的对地几何定位模型。(2)机载激光测深雷达系统误差源理论分析与定性定量计算。研究了系统主要误差源,定量分析了扫描仪测距、测角误差,集成安置角误差,IMU测姿误差,定位误差对激光脚点定位精度的影响,着重研究了安置角误差对点、线、面特征地物的影响规律,为安置误差标定方案提供理论基础。(3)采用基于平面约束模型的安置误差标定算法。从机载点云和地面高精度测绘数据中提取不同朝向的平面地物,建立平面连接关系,基于激光脚点的坐标计算公式和共面约束条件,利用附有参数的条件平差解算安置误差。算法优化了基于特征值法的平面拟合算法,提高了平面的抗差性。根据提出的标定方法,给出建立标定场的原则和方法,设计飞行航线,进行了安置误差解算。(4)基于二类高差产生机制,利用平面和斜坡面特征地物评价机载激光测深雷达对地定位精度。实验表明:本文基于平面约束模型的安置误差标定算法可以有效的解算安置误差;经过误差改正,国产机载激光测深雷达的定位精度能够满足设计要求,达到了国外同类产品的精度指标。