基于像底点的机载POS视准轴误差检校

基于灭点理论,提出一种利用像底点检校机载POS系统视准轴误差的方法。首先从理论上建立像底点与POS系统视准轴误差之间严格的数学关系,并在此基础上推导出求解视准轴误差的误差方程式,然后用一组带有POS数据的航空影像进行了试验验证。试验结果表明,所建立的利用像底点检校POS系统视准轴误差的模型是正确的,用两张以上像片上的像底点坐标即可检校出POS系统的视准轴误差,而毋须布设特定的检校场和地面控制点,对城区大比例尺航空摄影时POS系统视准轴误差检校具有一定的实用价值。     

像底点用于POS系统直接对地目标定位

根据像底点与航摄像片外方位角元素的几何关系,本文提出利用像底点求解IMU视准轴误差,以提高POS系统直接对地目标定位精度的方法,并用一组实际飞行的数据进行了试验。结果表明,该方法可有效提高POS系统直接对地目标定位的精度,而无需布设特定的检校场和地面控制点。对带POS系统的城区大比例尺航空影像对地目标定位有一定实用价值。     

POS数据用于立体模型恢复时的上下视差分析

从连续法相对定向原理出发，推导了直接由像片外方位元素恢复立体模型时模型点上下视差的计算公式，用模拟数据验证了计算方法的正确性，并对两组不同摄影比例尺的实际航摄像片进行了试验。通过比较利用GPS辅助光束法区域网平差获得的像片外方位元素和POS提供的像片外方位元素重建立体模型所产生的模型上下视差，分析了POS系统误差对模型上下视差的影响。结果表明，直接利用POS提供的像片外方位元素进行安置元素测图会出现作业员难以忍受的模型上下视差，不能满足地形测图的规范要求。     

机载POS系统视准轴误差检校

简要介绍了机载POS（position and orientaion system）系统视准轴误差检枝的基本原理和方法，建立了相应的数学模型，利用实际航摄影像资料验证了视准轴误差检校模型的正确性和可行性，并分析了利用其实施对地目标定位的精度。     

DMCIII航摄仪视准轴误差研究

航空遥感数据采集是国家基础设施建设的主要途径。优化数据生产制作,提高数据获取效率是控制航空遥感影像成本的关键。目前国内外多采用POS辅助航空摄影测量技术,但由于IMU与相机存在的视准轴误差,使得每拆装航摄仪器须飞行检校场来修正该误差,这无疑加大了生产成本。本文通过大幅面航摄仪DMCIII获取的影像数据生产流程,结合机载视准轴误差检校的原理,探讨在实际生产项目中视准轴误差修正的必要性,并结合生产分析提出优化检校场飞行方案,节约生产成本。     

基于光束法平差的POS系统视准轴偏差检校

航空摄影测量的直接地理定位(direct georeferencing,DG)必须首先进行惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)和传感器间的视准轴偏差(boresight misalignment)检校。提出了一种简便的定位定向系统(position andorientation system,POS)辅助光束法平差检校模型,推导了其基础误差方程,并通过2个试验区验证该方法检校结果与商用软件CALQC的检校结果基本一致。通过直接地理定位互差和上下视差比较,证明用本文方法进行的视准轴偏差检校是正确有效的,检校后的外方位元素可直接用于1∶10 000比例尺的高山地区地形图测图。     

三种误差对太尔各特法测定纬度的影响

大家知道,太尔各特法测定纬度是测量两颗恒星在子午圈上的天顶距差。因此要求望远镜的视准轴包含在子午圈平面内。可是,由于存在视准误差、水平轴倾斜误差和仪器定向的误差,使望远镜的视准轴与子午圈平面不相重合,测得的纬度值也就有了误差。下面就来导出这三种误差对太尔各特法测定纬度的影响。     

非垂直摄影条件下相对方位元素解算方法研究

改进了传统近似垂直摄影条件下的立体像对相对定向算法,提出了一种基于倾斜摄影条件下的解算立体像对相对方位元素的新算法,并将其应用于不同视角倾斜影像组成的立体像对的相对定向。以单独像对相对定向系统为基础,重新推导了小倾斜情况下的共面条件方程形式,进一步分析了大倾斜情况下的解算工作,给出了重新确定相对方位元素初值和对倾斜像片像点坐标进行旋转变换这两种方案。为了验证本文方法的正确性,用Z/I DMC面阵数字相机拍摄的嵩山地区检校场的航空影像进行测试。实验结果表明:本文提出的方法能够解决倾斜摄影条件下非下视影像或旋角过大影像的相对定向问题,解算结果满足了相对方位元素精度要求。     

POS数据的上下视差误差源检测及误差补偿回归模型

分析POS数据存在系统误差的主要原因,推导基于POS的立体像对相对定向模型,建立POS系统误差回归补偿模型。三个不同比例尺测区试验数据的结果表明：POS系统提供的外方位元素中角元素误差是引起模型上下视差的主要误差源;利用回归补偿模型对POS数据进行改正后模型上下视差明显减小;在无需区域网平差的情况下,直接通过相对定向消除POS系统误差,定位精度有较大提高,从而证明该补偿模型的正确性与可行性。     

机载LiDAR系统定位方程、误差分析与精度评定

本文从机载LiDAR系统几何定位方程出发、基于误差传播规律推导了机载LiDAR系统的综合误差计算公式,分别研究了IMU测角、GPS、激光测距、扫描角等多种误差源对激光脚点定位精度的影响规律,从理论上分析了机载LiDAR系统定位精度.本文的结果对实际应用具有重要的参考价值.     

国产机载大视场三线阵CCD相机GNSS偏心矢量和IMU视轴偏心角标定技术

针对国内首台自主研制的机载三线阵CCD相机（以下简称GFXJ）,开展了国产GFXJ的GNSS偏心矢量和IMU视轴偏心角标定技术研究工作。首先介绍了GFXJ相机的成像特点,然后分析建立了GFXJ的GNSS偏心矢量标定模型和IMU视轴偏心角标定模型,并提出了GNSS偏心矢量和视轴偏心角循环两步法标定方案,最后在国家嵩山遥感综合实验场获得了多次飞行试验数据。通过进行区域网平差和标定处理,验证了本文建立的GNSS偏心矢量标定模型和IMU视轴偏心角标定模型的正确性和有效性,证实了本文提出的循环两步法标定方案可靠、可行,可显著提升GFXJ的几何定位精度。利用GNSS偏心矢量和IMU视轴偏心角标定值,大幅提高了GFXJ相机的无控定位精度。辅以少量控制点进行区域网平差,GFXJ影像平面定位精度可满足1：1000地形图测图的空中三角测量精度要求,高程精度距离指标要求略有差距。目前该款相机仍在校飞阶段,定型后几何性能有望进一步提高。同时,本文建立的GNSS偏心矢量标定模型和IMU视轴偏心角标定模型及提出的循环两步法标定方案,可为其他机载线阵CCD相机的标定处理提供借鉴。     

机载激光雷达点云与定位定姿系统数据辅助的航空影像自动匹配方法

本文针对LiDAR点云和POS数据辅助航空影像的连接点自动匹配,设计了用于相关系数匹配的最佳匹配点位快速搜索算法;提出一种基于虚拟地面控制点的相机安置角误差自动检校方法,在此基础上自适应确定影像匹配搜索范围。试验结果表明,本文提出的最佳匹配点位快速搜索算法可在保证匹配正确性的情况下节省约25%的匹配耗时;相机安置角误差补偿方法能够有效地提高由POS数据计算的影像外方位元素的精度,从而明显改善同名点匹配时的点位预测精度;本文算法能处理多分辨率、多视角的交叉飞行航空影像,获得高精度的匹配结果。     

航空摄影测量中立体模型的重建(英文)

This paper describes the operational issues and basic technical requirements of modern aerial photogrammetry. The accuracy of photogrammetric point determination and the y-parallax at corresponding model points is analyzed when stereo models are reconstituted by using the exterior orientation elements of aerial images. Real aerial photographs, at image scales from 1：2 500 to 1：6 0000, with DGPS/IMU data taken from various topographies in China were processed by our POS-supported bundle block adjustment program WuCAPS. The empirical results verified that the accuracy of the exterior orientation elements from bundle block adjustment meets the requirements of the specifications of topographic mapping. However, the accuracy of the exterior orientation elements determined by POS fails to meet the requirements of the specifications of topographic mapping.     

POS与数字航空相机集成系统数据后处理方法研究

机载POS与数字航空相机集成系统用于直接地理定位数据获取,本文研究集成系统数据后处理方法,设计IMU偏心角、偏心分量解算的数学模型,利用地对地检校场数据及实际航摄影像数据验证了该数据处理方法的正确性和可行性,并进行直接定向精度验证。     

IMU/DGPS辅助空中三角测量精度分析

GPS和IMU技术近年来取得了长足的进步和广泛的应用,两者的组合应用为航空摄影测量无需地面控制而直接定向恢复立体模型提供了可能。本文介绍了GPS像主点辅助空三和IMU/DGPS辅助空三,讨论了IMU/DGPS集成系统在航空摄影测量中的几种应用方式,重点分析了有无地面控制条件下IMU/DGPS辅助空三的精度情况。     

利用安置角检校进行机载LiDAR点云数据与同步影像快速配准

在对安置角进行综合分析后,以精确的机载LiDAR数据为基础,联合高分辨率影像对空间点进行高精度定位,建立了机载LiDAR和摄影测量联合平差模型,完成了无需控制场的相机安置角检校,较好地实现了机载LiDAR数据与同步影像的精确配准。     

一种基于无人机位姿信息的航拍图像拼接方法

针对现有航拍图像拼接方法处理速度较慢的问题,提出一种基于无人机位姿信息的快速拼接方法。首先从机载GPS和惯性导航单元获得无人机航拍时的坐标和姿态角,根据每一幅航拍图像对应的无人机坐标和姿态角计算它们之间的单应变换矩阵,实现航拍图像之间的快速配准。然后通过单应变换矩阵的运算得到拼接图像之间的配准,最后完成多幅图像的拼接得到整个区域的全景图。试验结果证明该方法快速有效。