空中三角测量中像片连接点拓扑关系的矩阵表示算法及应用研究

主要研究了空中三角测量中像片及像片连接点拓扑关系的矩阵表示算法及其应用。像片连接点自动匹配和区域网平差是空中三角测量的主要内容,像片及像片连接点的拓扑关系是自动匹配和区域网平差高效处理的关键。据此,从导航GPS数据生成的航线图出发,提出并研究了基于8邻域算法的像片连接点矩阵生成方法,完成了用二维矩阵表示像片连接点点号和点名,并通过该矩阵完成了像片连接点自动匹配中同名像点自动查找和区域网平差中地面加密点自动查找的方法。研究成果对于提高自动空中三角测量存储效率和区域网平差速度有积极意义。     

数值线代数在模型法解析空中三角测量中的应用

本文根据模型法解析空中三角测量区域网平差误差方程式特有的数据形式,首先讨论其数据结构,然后分别在法方程方法和直交化方法中讨论了循环分块解法,改进的乔里斯基解法、Householder变换和快速Givens变换等数值线代数方法及其应用,并对这几种数值方法作了实际计算比较。这些数值方法适用于带状或带状加边矩阵,也适用于全元素矩阵(带宽为全元素矩阵的列数,边宽为0)。本文所讨论的数值方法在长城86/360型微机上实现,其中改进的有乔里斯基方法应用于MOAM联机空中三角测量系统软件中。     

导航数据在解析空中三角测量中的应用

本文回顾了辅助数据在解析空中三角测量中的应用及正在发展的几种导航系统,描述了解析空中三角测量中获取控制数据的几种方法,最后,本文介绍了目前在区域网平差中利用导航数据的几项研究成果。由此可以看出利用导航数据的区域网平差正在由模拟研究走向实际应用。     

一种快速有效的大数据区域网平差方法

针对摄影测量影像来源多样化、复杂化、大数据化等趋势,传统区域网平差算法在应对当前复杂多变的数据来源,矩阵排列毫无规律的法方程结构以及大数据量带来的高内存需求和低计算效率等问题上,遇到了前所未有的挑战,为了解决上述难题,本文引入了预条件共轭梯度法以及不精确牛顿解法求解区域网平差过程中的法方程,同时使用一种块状法方程系数矩阵压缩存储格式,构建了全新的区域网平差技术流程。本文方法避免了直接对法方程系数矩阵的求逆,压缩了法方程系数矩阵所需的内存空间,使得本文算法比传统算法所需计算机内存空间大幅减少,平差计算速度明显提升,同时保证了计算精度与传统方法相当。初步试验证明,本文方法对4500张影像、近900万像点数据的平差计算在普通电脑上仅需要约15min,且计算精度达到子像素级。     

利用GPS导航数据进行解析空中三角测量的原理性试验

本文介绍利用GPS导航数据进行解析空中三角测量在我国第一次飞行试验的情况。讨论了有关的技术处理方法。设计了“无地面控制的空中三角测量平差”和“利用GPS数据联合平差”等作业方案。应用光束法平差程序，对各种方案进行了计算，报告了实验结果。     

GPU并行区域网平差

为了进一步解决大数据量带来的平差效率低下的问题,引入GPU并行计算技术,同时使用预条件共轭梯度法以及不精确牛顿解法求解区域网平差过程中的法方程,构建了适用于GPU并行计算的全新的区域网平差技术流程。本文方法避免了存储法方程系数矩阵,而是在需要的时候实时的计算该矩阵,使得本文算法相较于传统的算法所需的计算机内存空间大幅减少(仅需要存储平差原始数据即可),平差计算速度明显提升,同时计算精度与传统方法相当。初步试验证明,本文的方法在普通电脑上仅需要约1.5min即可完成对4500张影像、近900万像点数据的平差计算,且计算精度达到子像素级。     

单位四元数在航空摄影测量解算中的应用与实践

研究了单位四元数方法在航摄空中三角测量各个步骤中的应用,并对其算法稳定性和适用性作了评价。首先叙述了基于单位四元数构造旋转矩阵的方法,及基于单位四元数的相对定向模型的建立和解求方法;构建了基于单位四元数的光束法区域网平差模型。然后利用大量实际航空影像数据进行了相对定向和光束法区域网平差试验,并同传统的基于欧拉角构建旋转矩阵的方案进行了比较。试验结果表明,在相对定向试验中,若采取P-H算法,只需要最少控制点就能保证所有试验数据均可得到正确的解。而在光束法平差中,基于单位四元数的方法比传统方法的稳定性差,对摄影比例尺和控制点的数量较为敏感,导致部分试验数据无法正确收敛。     

GPS辅助空中三角测量的若干探讨

本文利用武汉测绘科技大学自行研制的摄影测量与非摄影测量观测值联合平差程序ＷｕＣＡＰＳ系统对天津蓟县某测区一组实际ＧＰＳ控制飞行的航摄像片进行了处理。针对ＧＰＳ辅助空中三角测量中的若干问题，如构架航线的敷设、地面控制点的布设、无地面控制空中三角测量的精度等，进行了研究。通过对测区进行ＧＰＳ辅助光束法区域网平差计算得到了与国外相同的研究结果。此外，文中还对如何实施ＧＰＳ辅助空中三角测量提出了实用建议     

考虑多普勒参数的SAR影像距离——共面方程及其定位

通过对合成孔径雷达（SAR）影像成像几何机理的分析,以传感器位置和姿态作为定向参数,构建了考虑多普勒参数的SAR影像距离—共面方程及基于该方程的SAR影像空中三角测量模型。以登封地区99景0.5 m分辨率机载非0多普勒SAR影像为试验数据,进行了单片定向、无控制点的自由网平差、稀少控制点的区域网平差及带有自检校参数的区域网平差等系列试验。与R-D模型相比,本文模型减少了定向参数的数目,实现了SAR影像与POS数据的联合平差处理,建立的带有自检校参数的SAR影像区域网平差模型,对提高稀少或无地面控制点条件下未进行（或低精度）几何定标SAR影像的区域网平差精度起到了显著作用。较少控制点条件下模型满足了丘陵和山区1∶5000/1∶10000航摄测图对空中三角测量精度的要求。     

基于稀疏矩阵技术的光束法平差快速算法设计

首先给出光束法平差法方程式及其改化形式的一般化公式,并说明各系数矩阵的实际意义,从而可以方便地借助稀疏矩阵技术直接组建并存储各系数矩阵。其次,详细介绍如何设计一种可行的、高效的,集一般的光束法区域网平差、多片空间后方交会、多片前方交会和自由网平差于一体的快速平差算法。最后通过多组数据说明算法的可行性和高效性。