低空无人机摄影测量精度分析

无人机技术的飞速发展,使得无人机低空摄影测量应用越来越广泛.无人机摄影测量经常存在需要解算外方位元素的问题,而光束法区域网平差能够解决该问题.本文为探究无人机低空摄影测量在大比例尺地形图中的精度要求,详解光束法区域网平差整体流程,并结合某工程项目评估无人机低空摄影测量精度,验证了低空无人机摄影测量应用于大比例尺测图的有效性.     

地面几何标定的定向片自检校光束法区域网平差模型

针对航天线阵传感器,综合镜头光学畸变影响、像元尺寸与焦距的变化影响以及镜头的旋转作用,构建8标定参数的内方位自检校模型;利用定向片内插模型,描述影像的外方位元素变化;建立自检校光束法区域网平差模型,在对模型进行线性化的过程中,引入待标定的定向片外方位元素;利用SPOT5模拟数据对平差模型进行实验验证,结果表明,平差模型能够联合标定内方位自检校参数与外方位元素,标定结果准确。     

天绘一号卫星影像自检校光束法区域网平差

针对卫星发射过程中产生的像点坐标偏差导致对地定位精度低下的问题,该文以国产高分辨率卫星天绘一号三线阵影像为例,构建了内方位自检校参数模型和不同的外方位内插模型,建立了多传感器自检校光束法区域网平差模型。利用一景三线阵数据进行实验,结果表明,相同控制方案下,定向片模型自检校方案优于其他外方位模型自检校方案;控制点数量为5、定向片数量为4时,整体平差精度最高,检查点定位精度可以达到平面7.28m和高程4.02m。     

无地面控制GPS辅助光束法区域网平差

介绍了在WGS-84坐标系中进行GPS辅助光束法区域网平差的基本原理以及利用大地水准面拟合方法实施大地高与正常高的变换方法。利用新疆库尔勒地区1：25000和1：50000实际航摄资料验证了理论与程序实现的正确性。试验结果表明，无地面控制GPS辅助光束法区域网平差可用于中小比例尺测图的加密，在WGS-84坐标系中可以获得较高的点定位精度，而在国家80坐标系下，利用大地水；隹面拟合前后的GPS摄站坐标进行GPS辅助光束法区域网平差，加密精度没有明显差异。     

资源三号卫星三线阵CCD影像自检校光束法平差

本文将自检校光束法区域网平差技术用于资源三号卫星三线阵CCD影像的精确定位处理中。根据传感器成像特点,分析设置了ZY-3 TLC影像坐标系统误差自检校附加参数模型,在将轨道姿态数据转换为外方位元素后,通过合理设置变化模型将其引入光束法平差中,构建了自检校光束法平差模型。利用嵩山实验场地区ZY-3 TLC影像及辅助数据,通过常规和自检校光束法平差,对不同平差模型、不同控制点数量对定位精度的影响进行了实验和评估。结果表明所用ZY-3 TLC影像经常规平差后存在较为明显的系统误差,可以通过设置合适的附加参数利用自检校光束法区域网平差进行有效补偿,显著提高定位精度。     

对偶四元数GPS辅助光束法区域网平差

针对GPS辅助光束法区域网平差中线元素和角元素分而治之引起转动和平移的耦合误差问题,该文提出了一种基于对偶四元数的GPS辅助光束法区域网平差方法。利用对偶四元数统一描述像空间坐标系与WGS84坐标系之间的旋转和平移关系,建立对偶四元数GPS辅助光束法区域网平差模型,实现了区域网影像外方位元素以及待定点WGS84坐标的平差解算。实验结果表明,本算法具有对迭代初值无依赖性、迭代次数少和精度高的优点,为姿态稳定较差的轻小无人机影像的GPS辅助光束法区域网平差提供了一种新的思路。     

交向摄影光束法平差中未知数初值的解算

用光束法整体平差摄影测量网时，必须妥善解决像片外方位元素以及待定点坐标初始值的求解问题。本文提出了自动逻辑解算多摄站交向摄影测量网中未知数近似值的思想；不同情况下求解像片外方位元素的方法，包括利用部分已知外方位元素的解算方法；以及用空间前方交会解算待定点坐标的实用方法。近似值自动解算程序经过了模拟实验数据和实际数据验算，证明它是可行的；所需地面控制点数少，无需人干预。     

消费型无人机倾斜序列影像三维重建研究

以西宁市某城镇区域为例,首先利用大疆DJI M600Pro无人机搭载的DG3 Pros倾斜摄影系统采集影像数据;再利用PhotoScan影像匹配模块处理无人机倾斜影像获取的多视影像数据同名点坐标;然后利用GodWork的AT模块进行引入曝光延迟的光束法区域网平差,并通过分块平差与整体一致性平差实现大区域多视倾斜影像数据的整体平差;最后利用Smart3D完成多视影像密集匹配和纹理自动映射,生成高精度的三维模型.通过控制数据对空三加密、三维立体模型进行了精度验证,结果表明,其精度能满足大比例尺测图要求.     

一种航空摄影测量自动加密方法

提出了一种航空摄影测量自动加密方法。首先由相对定向建立立体模型,并自动提取模型连接点;然后通过循环搜索,自动连接测区内的全部模型,进而得到全部影像在统一坐标系下的外方位元素,这也是本方案的创新之处,以此为基础,利用光束法平差优化各相机的位姿参数;最后,由不少于3个地面控制点进行绝对定向,从而得到各相机的绝对位姿参数,由空间前方交会即可解算加密点的大地坐标。试验结果表明,当将定向点均匀分布于测区时,检查点的平面和高程误差满足我国现行航空摄影测量规范对航测生产的精度要求;若将定向点分布于测区一侧,检查点的精度也达到了一定水平,表明可以根据分布于一侧的少量控制点来测绘全测区地形。     

利用PICS导航数据进行独立模型法区域网联合平差的研究

用PICS导航系统所记录的摄站坐标作控制点，进行独立模型法区域网联合平差，用二次多项式作摄站坐标控制方程式中的附加参数，以消除导航定位数据中的系统误差。研究分三个阶段进行。首先，用带有各种误差的模拟数据进行平差方法试验；然后，用真区域网进行稠密地面控制加密并分析PICS记录坐标的精度；最后，用PICS导航数据和稀疏布设的地面控制点进行了区域网联合平差。本文介绍的研究结果表明，摄站坐标随机误差对区域网加密精度的影响，平面元素存在跳跃而失去其使用价值，而PICS的摄站高程坐标可减少大量的高程控制点，加密精度能满足中、小比例尺加密的要求。     

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.     

Principle, software and experiment of GPS-supported aerotriangulation

1 IntroductionAs is now well known, the high accurate point de-termination with airborne remOe sensing data hasalways ben one of the most fundaxnental prObletns..in aerial photOgrammtry. According to the princi-ple of the geOmtry reversal in photOgramrntry,the interior and exterior orientation elements ofaerial phOtOgraphs must first be known in order toreconstnJct the measuring stereo geometric medels.For the past 60 years, however, the interior orienta-tion parameters of carnera were main…     

The application of GPS precise point positioning technology in aerial triangulation

In traditional GPS-supported aerotriangulation, differential GPS (DGPS) positioning technology is used to determine the 3-dimensional coordinates of the perspective centers at exposure time with an accuracy of centimeter to decimeter level. This method can significantly reduce the number of ground control points (GCPs). However, the establishment of GPS reference stations for DGPS positioning is not only labor-intensive and costly, but also increases the implementation difficulty of aerial photography. This paper proposes aerial triangulation supported with GPS precise point positioning (PPP) as a way to avoid the use of the GPS reference stations and simplify the work of aerial photography.Firstly, we present the algorithm for GPS PPP in aerial triangulation applications. Secondly, the error law of the coordinate of perspective centers determined using GPS PPP is analyzed. Thirdly, based on GPS PPP and aerial triangulation software self-developed by the authors, four sets of actual aerial images taken from surveying and mapping projects, different in both terrain and photographic scale, are given as experimental models. The four sets of actual data were taken over a flat region at a scale of 1:2500, a mountainous region at a scale of 1:3000, a high mountainous region at a scale of 1:32000 and an upland region at a scale of 1:60000 respectively. In these experiments, the GPS PPP results were compared with results obtained through DGPS positioning and traditional bundle block adjustment. In this way, the empirical positioning accuracy of GPS PPP in aerial triangulation can be estimated. Finally, the results of bundle block adjustment with airborne GPS controls from GPS PPP are analyzed in detail.The empirical results show that GPS PPP applied in aerial triangulation has a systematic error of half-meter level and a stochastic error within a few decimeters. However, if a suitable adjustment solution is adopted, the systematic error can be eliminated in GPS-supported bundle block adjustment. When four full GCPs are emplaced in the corners of the adjustment block, then the systematic error is compensated using a set of independent unknown parameters for each strip, the final result of the bundle block adjustment with airborne GPS controls from PPP is the same as that of bundle block adjustment with airborne GPS controls from DGPS. Although the accuracy of the former is a little lower than that of traditional bundle block adjustment with dense GCPs, it can still satisfy the accuracy requirement of photogrammetric point determination for topographic mapping at many scales.     

视觉测量中相机外参数近似值的快速求解

提出了利用3个不共线的控制点对相机外参数近似值进行快速求解的一种方法.利用3个控制点与其像坐标间的几何关系求得3个控制点在摄站坐标系下的坐标;由控制点的已知控制坐标与求得的摄站坐标系下的坐标,进一步求得两坐标系的转换参数的初值;通过解析法或光束法对相机外参数用初值进行精确标定.并通过一组模拟数据验证了该方法的正确性.     

视觉测量中相机外参数近似值的快速求解

提出了利用3个不共线的控制点对相机外参数近似值进行快速求解的一种方法。利用3个控制点与其像坐标间的几何关系求得3个控制点在摄站坐标系下的坐标;由控制点的已知控制坐标与求得的摄站坐标系下的坐标,进一步求得两坐标系的转换参数的初值;通过解析法或光束法对相机外参数用初值进行精确标定。并通过一组模拟数据验证了该方法的正确性。     

利用单位对偶四元数进行航空影像区域网平差解算

将对偶四元数应用于摄影测量中,提出了一种基于单位对偶四元数的航空影像区域网平差解算方法。相比于常规的平差方法和四元数方法,该算法的最大特点是将影像的摄站位置和姿态以一个单位对偶四元数整体表示,从而构建基于对偶四元数的区域网平差模型,并采用具有约束条件的参数平差进行解算。利用两个地区不同比例尺的实际航空影像数据进行实验,结果表明,该算法的平差精度与常规的区域网平差方法相当,对影像比例尺及控制点的数量与分布的需求也与常规的平差方法基本相同,为对当前轻小平台获取航空影像进行摄影测量处理提供了一条新的技术思路。     

非量测CCD数码相机的航空摄影测量应用

研究非量测CCD数码相机应用于航空摄影测量的技术方法.采用基于自检校光束法平差严格标定非量测CCD数码相机;提出基于相对定向、三视张量、自由光束法平差、区域网光束法平差的空中三角测量流程.实验表明,严格标定的数码相机,可以应用于大比例尺航空摄影测量.     

电子经纬仪测量系统在偏置型抛物面天线检测中的应用

将电子经纬仪工业测量系统模拟摄影测量系统,把经纬仪水平角、垂直角观测值化算为虚拟像点坐标观测值,按摄影测量光束法平差进行二台或多台经纬仪间的系统定代间坐标解算,从而实现了经纬仪在任意姿态下的空间坐标测量功能。在光束法平差的基础上开发了中文版ＴＳＳＴ２．００工业测量系统软件。最后介绍了偏置型抛物面天线的数学模型和ＴＳＳＴ工业测量系统在其检测中的应用。     

附加约束条件的光束法区域网平差在四拼数码航空相机平台检校中的应用

介绍了针对四拼数码航空相机的附加约束条件光束法区域网平差原理,包括计算四拼相机外方位元素,并同时计算四台子相机的相对位置关系,获取四拼相机平台检校参数。实验结果表明采用这种方法计算出来的平台检校参数精度高,生成的虚拟影像拼接效果好,测图精度满足大中比例尺地形图规范要求。     

CE-1立体相机与激光高度计数据联合平差

CE-1三线阵立体相机和激光高度计主要用于获取月球形貌信息.CE-1沿轨运动过程中,可同时获取高分辨率的三线阵扫描影像和高精度的激光测高数据.在分析立体影像与激光高度计数据不一致性的基础上,为提高定位精度,将激光测距数据引入三线阵立体影像光束法平差处理.本文提出一种改进的外定向参数模型,采用3阶Lagrange多项式模型(LPM)建立外定向线元素内插模型,采用四元数球面线性内插建立外定向角元素模型,并根据改进模型建立激光高度计数据与影像数据的联合平差数学模型.试验表明,本文立体相机和激光高度计数据联合平差模型是有效的.