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激光雷达扫描技术是20世纪末期逐渐发展起来的一种新型的对地观测技术,因其精度高、速度快、抗干扰能力强和作业周期短能特点,被广泛应用到城市三维建模、地质勘探、电力巡线以及无人驾驶等领域。经过半个多世纪的发展,欧美等发达国家在LiDAR系统的硬件集成和软件后处理已经取得了比较完善的发展,并且已经研制出多种商用机载LiDAR系统。国内由于机载LiDAR系统研究起步比较晚,以及相关硬件发展比较落后,以至于与国外相比还有较大的差距。因此加大LiDAR系统相关关键技术的研究,对研制出具有独立知识产权的国产LiDAR系统有着重大意义。本文从理论和实践上入手,对机载LiDAR系统的硬件集成、定位原理、数据解码和误差分析等关键技术进行了研究,具体内容如下:1.分析机载LiDAR系统的硬件组成,以及各子系统的时间同步方案;推导机载LiDAR系统的定位模型,编写激光点云计算软件。2.参考国内激光扫描系统数据格式编写激光原始数据解码程序,分析系统的数据处理流程,针对系统的直接地理参考,分析差分定位模型和DGNSS/INS松组合方案,并对实测数据进行验证解算。3.详细讨论机载LiDAR系统的各种误差源,定性的分析安置误差角给系统来带的影响,对比两种常见的检校方案:几何分布法(手工检校法)和已知地面控制点检校方案。针对系统存在的安置误差角,提出一种无地面控制点检校方案,并通过实测数据验证该方法的可行性。4.设计无人机载LiDAR系统实地扫描实验,并对实际测得的激光扫描仪原始数据进行解码,GNSS和IMU原始数据进行差分和组合解算,在对激光数据和POS数据进行点云内插计算,计算结果通过MicroStation进行显示和分析。