“天绘一号”01星立体影像定位精度检测

利用多个测区的样本数据和大量的野外实测GPS控制点, 进行“天绘一号”01星立体影像无控制点、不同控制条件下的定位精度检测, 结果表明在无控制点定位时平面精度优于10 m, 高程精度优于6 m, 控制点定向时的检查点平面精度优于9 m, 高程精度优于3 m, 完全满足1:50000比例尺成图精度要求。     

利用半参数估计进行卫星影像定位

针对参数模型的局限性,提出了利用半参数模型的卫星影像定位方法。利用SPOT-5、IKONOS影像进行实验,分别采用严格成像模型和有理函数模型进行立体定位,实验结果表明:无控制点的情况下,采用半参数模型进行立体定位,SPOT-5的估计结果普遍优于参数估计,IKONOS的平面点位误差较小,其平面点位的半参数模型估计精度与参数模型基本相当,而高程的半参数模型估计精度要优于参数模型。     

SPOT 5 HRS立体影像无(稀少)控制绝对定位技术研究

研究了SPOT5卫星HRS立体影像的成像原理，构建了无需地面控制点的直接对地绝对定位模型。实验表明，无控制绝对定位结果存在不同程度的系统误差；利用任意位置的1个地面控制点消除系统误差后即可获得较好的平面和高程定位精度；利用1个地面控制点外推580km进行绝对定位时，平面定位精度仍优于20m，高程定位精度约10m，说明卫星轨道本身具有较好的稳定性，显示了本模型具有良好的应用前景。     

DEM辅助的卫星影像无地面控制点立体定位

本文提出了一种利用DEM数据辅助卫星影像无地面控制点定位的方法,实验表明该方法能有效提高卫星影像无控制点定位的精度。在RPC误差补偿模型的选择上,针对无控定位得到的几何模型与实际地面之间不满足空间相似关系的情况,提出了平面、高程独立补偿模型。     

缺少控制点的星载SAR遥感影像对地目标定位

从距离和多普勒方程出发,构建了无需地面控制点的直接对地目标定位模型,推导了缺少控制点时的精化轨道参数及成像几何参数等的数学模型。经过对北京某地区一景ENVISAT ASAR影像进行直接对地目标定位,获得了实地上±170.966 m(约±8.7像素)的平面精度;利用单个地面控制点对星载SAR影像的定向参数实施调整后,对地目标定位平面精度提高到±54.665 m(约±2.8像素),控制点数目增加到4个时,对地目标定位平面精度接近±2像素。结果显示,对困难地区采用星载SAR遥感影像对地目标定位具有很好的应用前景。     

ZY-3影像在我国海岸带区域的定位精度评价

以我国海岸带为研究对象,从北往南依次选取了覆盖山东青岛、江苏盐城和浙江温州海岸带的6景资源三号(ZY-3)传感器校正产品,利用实测像控点开展了影像自主定位精度评价,并将其结果与覆盖相同区域的SPOT5影像进行了比较。在此基础上,利用实测地面控制点和国家1∶5万比例尺DEM产品对覆盖青岛和温州的全色影像进行了正射校正实验,分析控制点数量与分布对校正精度的影响。研究发现:在无控制点情况下,ZY-3全色影像的平面校正精度平均为19.6 m,多光谱影像的平面校正精度为23.0 m,均优于SPOT5卫星影像的校正精度;用1个角点作为控制点,可达到优于2个像元的校正精度,用4个角点作为控制点,校正精度在1个像元左右;以向陆一侧的2个角点作为控制点,可达到优于3 m的校正精度,但采用3个控制点时,校正精度较低,特别是向海一侧影像的校正精度更低。上述研究结果表明,ZY-3影像在少量控制点下即可达到较高的校正精度,能够满足海岸带遥感调查工作的精度要求。     

基于定向片模型的SPOT-5遥感影像自检校光束法平差

本文通过建立内方位自检校模型,利用定向片模型对外方位元素进行内插建模,建立了基于定向片模型的自检校光束法平差,研究不同控制点数量和不同定向片间隔对定位精度的影响,并利用河南嵩山地区SPOT-5遥感影像数据对模型进行了实验验证和分析,结果表明,平面精度可以达到10.06m,高程精度可以达到8.84m.     

高分辨率SAR影像正射纠正试验

针对合成孔径雷达侧视成像几何畸变引起的透视收缩、迭掩、阴影等特有现象的问题,该文从星载合成孔径雷达的成像机理出发,利用高精度的星历数据,基于距离-多普勒(R-D)模型和地球模型对合成孔径雷达影像进行正射纠正试验。它的优点是只需要少量控制点对卫星轨道参数进行校正便能获得较高的定位精度。根据这种方法,该文利用一景TerraSAR影像进行试验:使用5个控制点校正轨道参数后,无DEM支持正射纠正后影像的平面精度能达到45m,在90m格网的SRTM支持下平面精度达到7m。试验结果证明,该文所采用的对TerraSAR影像的正射纠正算法是可行的,具有较好的应用前景。     

无地面控制点的星载SAR影像直接对地定位研究

针对星栽合成孔径雷达（SAR）对地面目标的定位问题，分析了在无地面控制点的情况下，利用距离-多普勒（R-D）模型和地球模型进行对地定位的理论与方法，给出了在无地面控制点（GCP）而有数字高程模型的情况下利用R-D模型进行对地定位的求解方法。用天津地区ERS-1数据进行实验，其结果与当地地形图进行比较，精度在50m以内，表明该文提出的方法是正确、可行的。     

仅用虚拟控制点的超大区域无控制区域网平差

利用光学卫星影像进行无控制测图是摄影测量追求的目标。针对超大区域无控制测图的需求,本文提出了一种以单景影像为平差单元,基于虚拟控制点的光学卫星影像超大规模无控制区域网平差方法。该方法利用待平差影像的初始RPC模型生成虚拟控制点,并将其作为带权观测值引入平差模型中以改善平差模型的状态,克服了在无控制点条件下平差精度不稳定、误差过度累积引起的网的扭曲变形等问题。为了验证本方法的有效性和精度,利用资源三号卫星获取的覆盖全国的26 406景影像进行区域网平差试验,并利用全国范围内分布的约8000个高精度控制点对平差后自动生产的DOM和DSM产品的几何精度进行验证。试验结果表明,平面和高程中误差均达到了4m以内,同时,区域网内部相邻影像之间的几何拼接精度优于1个像素,满足无缝拼接的要求。     

光学卫星摄影无控定位精度分析

"全球连续覆盖"和"局部区域覆盖"是卫星摄影测量常用的两种摄影模式,两种模式应用目标和无控定位实现途径也各有特点。本文简要介绍了两种模式典型的卫星无控定位精度情况,阐述了光束法平差的关键技术,重点对前方交会和光束法平差无控定位精度进行试验分析。试验结果表明,姿态误差是影响无控定位精度的重要因素,影像分辨率对其影响较小。当外方位角元素误差大于0.5″时,即使影像分辨率为5m,光束法平差后,其无控定位精度也优于0.5m分辨率影像前方交会精度。     

Study of dems derived from ERS-1/2 SAR and SRTM data

The DEM of the Bhuj earthquake affected area of 50 x 50 km was generated using the ERS-1/2 SAR tandem data (May 15—16,1996). Region growing algorithm coupled with path following approach was used for phase unwrapping. Phase to height conversion was done using D-GPS control points. Geocoding was done using GAMMA software. A sample data of DEM of Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) of the Bhuj area is made available by DLR Germany. The intensity image, DEM and Error map are well registered. The spatial resolution of this DEM is about 25 m with height accuracy of a few meters. The DEM derived through ERS SAR data is prone to atmospheric affects as the required two images are acquired in different timings where as SRTM acquired the two images simultaneously. An RMS height error of 12.06 m is observed with reference to SRTM though some of the individual locations differ by as much as 35 m.     

DEM约束的卫星影像定位法

作为"云控制"摄影测量理论和方法的发展,研究了DEM约束的立体卫星影像区域网平差方法。与DEM仅作为高程控制信息使用,或者是通过DEM表面匹配实现绝对定向的间接定位方法不同,DEM作为平高控制信息被直接引入至基于RFM模型的卫星影像区域网平差之中。本文方法将连接点地面高程与DEM格网内插高程之差作为虚拟观测值构建约束方程,不仅利用了DEM高程信息,并且利用了其地形曲面包含的平面信息,以"云控制"方式在区域网平差过程中有效消除卫星影像RPC参数中包含的整体偏移及区域网内部的扭曲变形,实现了无地面控制点条件下卫星影像平面及高程绝对定位精度的大幅提升。使用覆盖山东全境的330景天绘一号立体卫星影像进行试验,分别以AW3D30、ASTER GDEM和SRTM GL3共3种开源DEM作为控制信息,并使用100个外业实测控制点进行精度评测。试验表明,以DEM作为控制可显著提高区域网平差的平面与高程精度,卫星影像绝对定位精度与DEM自身精度有关。当使用AW3D30作为控制时,可以取得与使用100个外业控制点平差同等精度,平面中误差为5.0 m(约1像素),高程中误差为2.9 m。试验结果证明了DEM替代外业控制点作为平差控制信息的有效性与可行性。     

资源三号02星激光测高精度分析与验证

资源三号02星搭载了我国首台对地观测的卫星激光测高试验性载荷,对该载荷的精度进行了理论分析,并采用多个区域进行了实际精度验证,同时对其在航天测绘中的应用进行了试验。资源三号02星激光测高仪在平坦地区(坡度≤2°)的理论高程精度为0.85m、平面精度14.2m。试验表明,资源三号02星激光测高仪获得的有效测高数据约占23.89%,检校场区域其高程精度为0.89m,平面精度为14.76m;华北地区高精度DSM地形数据验证其高程精度为1.09m,内陆渤海海面上的激光高程精度为0.47m。将激光足印点作为高程控制点时,在陕西渭南试验区能将资源三号02星立体影像无地面控制的高程精度从11.54m提高到1.90m。虽然资源三号02星激光测高仪为试验性载荷,但试验结果证实国产卫星激光测高数据能有效提高立体影像无地面控制的高程精度,在全球测图工程中具有推广应用价值,建议后续立体测图卫星搭载业务化应用的激光测高仪。     

Bundle Adjustment For 35 mm Oblique Aerial Photography

The full provision of ground control points for oblique, small format photography used for mapping purposes is uneconomic because each photograph covers a small area of ground. This paper describes the implementation of a bundle adjustment program for 35 mm oblique aerial photography. Image co-ordinates are measured on enlarged prints, with a digitizing tablet driven by Carto MDSD software, and are then processed with the NLHBUNT program. The measurement system was proved by using vertical standard format photographs of a test block saturated with high quality ground control. Measurements taken with the MDSD system gave acceptable accuracy when compared with a set taken with a Zeiss P3 analytical workstation. A bundle adjustment was then carried out with the MDSD data; the results obtained compared satisfactorily with known ground values. A hand-held 35 mm Pentax LX camera was flown over the test site and three strips of 1:30 000 scale oblique photography were obtained. Following bundle adjustment, the empirical accuracy of derived co-ordinates was about 1.5 m in X, 3 m in Y and 2 m in Z. Factors affecting this accuracy are discussed and further developments of the system are proposed.     

Real-time single-frequency precise point positioning: accuracy assessment

The performance of real-time single-frequency precise point positioning is demonstrated in terms of position accuracy. This precise point positioning technique relies on predicted satellite orbits, predicted global ionospheric maps, and in particular on real-time satellite clock estimates. Results are presented using solely measurements from a user receiver on the L1-frequency (C1 and L1), for almost 3?months of data. The empirical standard deviations of the position errors in North and East directions are about 0.15?m, and in Up direction about 0.30?m. The 95% errors are about 0.30?m in the horizontal directions, and 0.65?m in the vertical. In addition, single-frequency results of six receivers located around the world are presented. This research reveals the current ultimate real-time single-frequency positioning performance. To put these results into perspective, a case study is performed, using a moderately priced receiver with a simple patch antenna.     

北斗三号系统开通前后广播星历精度对比分析

北斗三号卫星导航系统(BDS-3)开通已一年有余,通过研究2019-08—2021-08共2 a的北斗卫星导航系统(BDS)广播星历数据,采用事后精密星历对北斗二号卫星导航系统(BDS-2)和BDS-3卫星的轨道、钟差和空间信号测距误差(SISRE)进行分析. 结果表明:BDS-3系统开通后,卫星轨道精度比BDS-2提升明显,径向(R)误差均方根(RMS)值从0.87 m左右提升至优于0.23 m,精度提升约74%,3D误差RMS值从1.63 m以内提升到优于0.75 m,精度提升约54%;氢原子钟和铷原子钟精度相当,BDS-3钟差误差RMS值精度提升与BDS-2提升基本相同,精度提升约1 ns;SISRE精度比对中,BDS-2 SISRE的RMS值从0.9 m提升到0.7 m,BDS-3从0.8 m提升到0.5 m. 综合比较,BDS-3系统性能提升较大.      

星载GPS 伪距观测量重建及定轨精度分析

讨论了如何从星上下传的卫星位置数据中重建星载GPS 伪距观测量, 分析了重建伪距数据事后动力学 定轨精度及该方法对提高LEO 卫星位置精度的贡献。GRACE-A 卫星2008 年3 月1 日—14 日实测数据计算结果表明: 重建数据事后动力学定轨能显著提高地面主控站接收到的LEO 卫星实时位置精度; 其中由C/A 码伪距和广播星历 实时单点定位得到的卫星位置精度约为15m, 重建伪距事后动力学定轨得到的卫星位置精度约为2m。     

联合GRACE/GOCE重力场模型和GPS/水准数据确定我国85高程基准重力位

GRACE、GOCE卫星重力计划的实施,对确定高精度重力场模型具有重要贡献。联合GRACE、GOCE卫星数据建立的重力场模型和我国均匀分布的649个GPS/水准数据可以确定我国高程基准重力位,但我国高程基准对应的参考面为似大地水准面,是非等位面,将似大地水准面转化为大地水准面后确定的大地水准面重力位为62 636 854.395 3m~2s~(-2),为提高高阶项对确定大地水准面的贡献,利用高分辨率重力场模型EGM2008扩展GRACE/GOCE模型至2190阶,同时将重力场模型和GPS/水准数据统一到同一参考框架和潮汐系统,最后利用扩展后的模型确定的我国大地水准面重力位为62 636 852.751 8m~2s~(-2)。其中组合模型TIM_R4+EGM2008确定的我国85高程基准重力位值62 636 852.704 5m~2s~(-2)精度最高。重力场模型截断误差对确定我国大地水准面的影响约16cm,潮汐系统影响约4~6cm。