基于精密单点定位的ADS40数字航空摄影测量应用

介绍了GPS单点定位技术的发展及其定位原理;描述了ADS40数码航空摄影试验情况;比较了差分GPS定位与精密单点定位所获取摄站坐标的差值,分析了差值产生的原因;并比较分析了利用两种摄站坐标进行光束法区域网平差的精度。试验结果表明,在有5点控制的情况下,两者加密精度基本一致,无控的情况下,两者的加密精度相差较大,但均能满足1:10000以下中小比例尺航测成图要求。     

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.     

无初始化的GPS辅助空中三角测量

简要介绍了以航线为单元 ,通过相位平滑递推算法在航求解双差载波相位观测量整周相位模糊度 ,进而确定各摄站空间位置的无初始化GPS动态定位原理 ,对某测区一组实际航摄资料进行GPS数据处理和GPS辅助光束法区域网平差 ,证实所介绍的算法是正确的、有效的 ,所获取的GPS摄站坐标可满足空中三角测量的精度要求 ,并且用该数据与经初始化GPS动态定位获取的GPS摄站坐标数据进行GPS辅助光束法区域网平差的总体精度是完全一致的。     

基于PPP的无地面控制GPS辅助空中三角测量研究

介绍在无地面控制的情况下,采用将精密单点定位技术获取的摄站点坐标作为控制点进行光束法区域网平差的方法。并在SWDC数码航测系统支持下,结合桂林地区的航摄资料进行相关试验,试验结果表明,无地面控制的GPS辅助空中三角测量可以满足中小比例尺成图的加密要求。     

GPS辅助光束法平差的理论精度

采用一组带ＧＰＳ导航数据的实际航摄资料,通过平差计算出精度矩阵Ｑｘｘ的数值,对ＧＰＳ辅助光束法平差的理论精度变化规律进行了全面讨论。以此为基础,从理论上给出最佳区域网的大小、地面控制点的布设等实用技术要求。此外,还探讨了ＧＰＳ用于单航线航空摄影测量加密的可行性和具体实施方案。     

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.     

北斗辅助无人机航摄影像的空中三角测量

介绍了北斗（BeiDou system,BDS）和BDS/GPS组合两种动态差分定位的基本模型,利用搭载有双频可同时接收BDS、GPS信号的全球卫星导航系统（global navigation satellite system,GNSS）接收机的无人机低空航摄系统对嵩山航空检校场进行航空摄影实验,比较了GPS、BDS以及BDS/GPS组合3种差分定位的结果,并利用3组摄站坐标进行了GNSS辅助空中三角测量。实验结果表明,利用3种定位模式获取的摄站坐标分别辅助光束法区域网平差的实际精度是一致的,平面中误差均小于±0.17 m,高程中误差均小于±0.25 m,可以满足丘陵地1:500比例尺地形测图的摄影测量加密精度要求。     

基于已知定向参数影像的光束法区域网平差

从自检校光束法区域网平差模型出发,建立了利用同一地区已知定向参数的影像解求新获取影像外方位元素并进行目标定位的数学模型。以此为基础,对来自某地区相隔两年的三期不同摄影比例尺航空影像两两组合地进行联合光束法区域网平差。结果表明,当两期影像比例尺相近时,所解求的新影像外方位元素和加密点坐标精度基本达到常规光束法区域网平差的精度;当两期影像比例尺不同时,利用已知定向参数的大比例尺影像解求出的小比例尺影像的外方位元素和加密点坐标可满足现行规范精度要求,利用已知定向参数的小比例尺影像去解求大比例尺影像的外方位元素和加密点坐标精度明显下降且不可用。本文的研究证实,就同一地区的多时相航摄影像而言,利用已知定向参数的影像进行新影像的定向方法是可行的。     

基于SWDC的GPS辅助航空摄影空三加密精度分析

随着GPS技术的不断成熟,GPS辅助航空摄影测量也取得了长足的进展.由于GPS辅助航测只需通过在航摄仪上安置GPS接收机,即能实时获取摄站的空间坐标,从而节省了大量的人力、物力、财力,并且大大缩短了整个航测的作业周期.本文采用GPS辅助航空摄影测量方法,以北京八达岭摄区为例,分别利用PBBA和PATB两种加密软件,设计...     

精密单点定位技术在空中三角测量中的应用研究

在常规的GPS辅助空中三角测量中,摄站点坐标的获取主要通过差分定位的方法,这种定位方法增加了航空摄影测量的外业作业过程和经费投入。本文主要研究了将精密单点定位技术应用于GPS辅助空中三角测量的原理和方法,并且通过大量的试验和分析发现,基于精密单点定位技术的GPS辅助空中三角测量可以大大简化航测外业作业过程,并且其定位精度能够满足大比例尺成图的精度要求。     

机载三线阵影像空中三角测量的关键问题

对机载三线阵影像空中三角测量中涉及的平差数学模型、GPS/IMU的系统误差补偿、对地面控制点的需求以及构架航线的影响四个关键技术问题进行了理论分析与实验验证。ADS40数据的实验结果表明,GPS/IMU的定位误差是系统性的,并主要表现在坐标基准的不同。通过设计适当的数学模型改正GPS/IMU的系统误差,利用低阶多项式或定向片平差,在极少量地面控制点支持下即可达到1个像素左右的定位精度。构架航线对平差结果的改善作用有限,实际作业中不建议采用。     

GPS／INS组合系统的工作原理及其在航空遥感中的应用现状

GPS／INS组合系统应用于航空摄影测量时可以直接给出相机曝光瞬间的外方位元素，从而部分乃至全部地摆脱传统摄影测量对地面控制点的依赖。本文主要介绍GPS／INS组合系统的工作原理及特点，以及GPS／INS组合系统辅助航空摄影测量与遥感的国内外应用现状。     

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.     

超轻型飞机GPS导航与摄影控制

低空超轻型飞机可以实现云下飞行,为大比例尺低空数码航空摄影测量提供了航空平台。本文将基于我国的超轻型飞机平台,设计机载低空数码航摄GPS导航和定点曝光控制系统,详细阐述了导航算法,并对"一机两屏"的方案进行了分析。通过自动定点曝光控制,保证航摄影像的前后、左右重叠度,试验结果显示该系统稳定可靠。     

GPS精密单点定位在航摄中应用的精度分析

文章根据GPS精密单点定位原理,结合一例航测工程实践,以传统的事后相位差分解算结果为参考,通过对解算结果的比较统计,进行了GPS精密单点定位的精度分析,结果表明:在剔除系统误差后,二者的符合精度已达厘米级水平。同时把用PPP方法解算的动态数据应用于GPS辅助空三中,也得到了同双差方法相同量级的精度,满足相应航测规范规定的要求。证明GPS精密单点定位的潜在定位精度很高,可以大幅降低航摄外业工作量,提高作业效率和实用性,同时也为我国西部测图提供了一种新思路。     

顾及曝光延迟的无人机GPS辅助光束法平差方法

现有GPS辅助光束法区域网平差方法没有顾及无人机进行摄影测量参与作业的情况。针对相机的曝光延迟误差影响不一致而导致实际平差结果较理论估值低的问题,本文探讨了曝光延迟产生的机理并分析曝光延迟对GPS辅助光束法平差的影响,提出了一种顾及曝光延迟的GPS辅助光束法平差方法。通过采用不同控制点个数及布设方案,对一套包含142张无人机影像数据进行试验分析,验证了该方法的有效性。该方法的研究意义在于可以在传统GPS辅助光束法平差方法的基础上进一步提高空三加密精度。     

机载三线阵传感器航空摄影测量的坐标转换方法研究

由于机载GPS获取的数据是WGS84坐标系,定向测图时首先要进行坐标转换。本文讨论了7参数平面转换模型与GPS水准测量拟合高程异常的方法,研究了数字航空摄影测量的像控点布设问题,并对数字航空摄影测量只在测区四角布设控制点即可满足空三精度要求的观点进行了分析。实验结果表明,机载三线阵航空摄影测量中高精度的7参数转换与似大地水准面精化成果是获取高精度空三的前提。     

北斗PPK技术辅助无人机航空摄影测量精度分析

由于受网络信号和基线长度限制,在南北极、远岸岛礁等地区,常用的GPS RTK技术无法应用于无人机航空摄影测量,且GPS并非我国自主的卫星导航系统,无法确保永久安全可靠。为此,本文探索利用我国自主建设的北斗三号全球卫星导航系统（BDS-3）,通过动态后处理（PPK）技术辅助无人机摄影测量,以解决上述问题。以大疆精灵4 RTK无人机为例,分别利用BDS-3、GPS及BDS-3+GPS组合观测值,对无人机POS数据进行PPK处理,分析在无地面控制点条件下,不同导航卫星星源对无人机航空摄影测量平面和高程精度的影响。结果表明：利用BDS、GPS、BDS+GPS组合对无人机单点定位POS数据进行PPK处理后,空三加密点平面定位精度由分米级提升至厘米级,高程精度由米级提升至分米级甚至厘米级,与引入5个地面控制点的定位精度相当。北斗PPK技术辅助无人机航空摄影测量满足平原地区1：500比例尺空中三角测量加密精度要求。     

Photo Orientation Under Unstable Conditions: A Robust Trial and Error Approach Using Range Ratios

Relative orientation is one of the fundamental steps in forming a photogrammetric model. Whilst relative orientation is straightforward in most cases of aerial photogrammetry this may not be the case in close range photogrammetry where the nature of the photographs and the cameras being used often raise unfamiliar problems. This paper addresses the problem of performing relative orientation of non-metric photographs under unstable conditions where there are no ground control points and the ray intersection geometry is poor. The relative orientation problem is approached from several viewpoints, including a method that relies on little information about the exterior or relative orientation parameters. The solution is based on an iterative process, in which a set of three virtual control points (VCPs) is created, using photo coordinates and range ratios. The validity of the VCPs is checked during every iteration by an estimation of the coplanarity condition using two or more conjugate checkpoints. During the iteration a database is formed, which is then used to obtain a net of VCPs that fulfil the coplanarity condition for the checkpoints. The VCPs are then used to compute the "relative" exterior orientation by space resection. The proposed method was tested on both simulated and real photographs and was found to have some advantages over more commonly used techniques.     

卫星摄影三线阵CCD影像的EFP法空中三角测量(一)

系统地介绍了EFP法空中三角测量的基本思想、EFP像点坐标计算、平差的数学模型和卫生摄影测量的数字模拟,并以模拟数据进行了自由网＋控制点平差、外方位元素量测值参与平差、外方位元素量测值常差的分离以及区域平差等实验计算和实验结果分析。通过研究分析得出结论：（1）三条基线的航线可以保证三线阵CCD影像光束法平差的几何强度;（2）控制点可以布设在航线首末端,二线交会区的高程精度比三线交会区仅低约1.4因子;（3）外方位元素观测值是三线阵CCD影像光束法平差不可缺少的数据,经过平差可以不同程度地提高平差的高程精度。即使外方位元素观测值达到现代的精度,光束法平差的高程精度仍比直接前方交会高,所以三线阵CCD相机比单线阵、双线阵相机在全球性无控制卫星摄影测量或外星球摄影测量方面有更大的优势。