GPS辅助的构架航线区域网平差精度分析

首先介绍了GPS辅助空中兰角测量;然后以实际生产项目为例,对无控制、稀少控制、密集控制等不同地面控制条件下的GPS辅助空中曼角测量精度进行了对比分析：同时就构架航线对区域网平差精度的影响进行了试验研究。结果表明,稀少控制联合GPS进行区域网平差是可行的,构架航线有助于粗差探测,并能进一步减少控制点的数量。     

构架航线在空三加密中的应用研究

以铅山测区影像为实验数据,以inpho软件为例详细说明针对铅山测区数据有构架航线、无构架航线、控制点在不同情况下的布点方案的区域网平差解算结果进行检测,最终形成构架航线的最佳像控点布设及空三加密的解决方案,并以此来探讨有构架航线的空三加密过程中的精度和效率问题。     

构架航线在无人机航摄中的应用

以无人机为平台的摄影测量过程中,在不采用任何地面控制的条件下,通过增加垂直于基本航向的构架航线和GNSS辅助空中三角测量对区域网平差精度的影响进行试验研究。结果表明:构架航线对于提高平差精度和增强区域网模型之间的连续性具有较大的帮助。     

补充构架航线在低精度POS航摄数据测图中的应用

目前,无人机摄影测量作为主流的测绘手段,已在众多领域得到了广泛应用,但市场中多数无人机未搭载高精度定位测姿系统.在满足精度要求的前提下,为减少野外控制测量工作,研究利用高精度定位功能的实时动态载波相位差分技术(Real-Time Kinematic,RTK)无人机实施补充构架航线设计,探索了构架航线下的区域网平差原理,并在辅助光束法平差过程中,通过设置不同观测值权重提升了空中三角测量精度,从而降低了对控制点数量的需求.实验选取了某丘陵地区实施无人机航摄,经对6组不同方案下的解算结果进行分析,得出本文方法可有效提高对地定位测量精度,大大降低野外控制点布设工作,具有一定的应用价值.     

利用GPS辅助空三的高原大比例尺航摄测图研究

介绍利用国产数字航空摄影仪在青藏高原进行大比例尺测图试验。试验利用GPS辅助空三的方式力求减少外业工作量,通过对不同地面控制方式得到的空三结果进行分析,表明以7条航线、20根基线作为一个平差区域,并在有构架航线的情况下,在区域四角布设平高控制点即可满足测图精度。     

基于ORIMA的ADS40几何精度评估

基于Leica公司提供的ORIMA软件,利用武汉大学自行建设的登封航空定标场,对三线阵机载传感器ADS40在不同航线结构、不同控制点数量以及不同平差模型下的几何精度进行了对比分析和评估.实验结果证明,控制点数量和构架航线对ADS40几何精度影响有限,但自检校平差模型可以显著提高其几何精度.     

IMU/DGPS系统辅助ADS40三线阵影像的区域网平差

推导ADS40航带间外方位元素归一化处理的数学公式,设计一种描述IMU/DGPS系统误差的数学模型,采用改进的定向片内插模型实现ADS40影像的区域网平差.试验结果表明,仅需一个地面控制点,IMU/DGPS数据的定位精度就可显著提高,在四角布设地面控制点的情况下,IMU/DGPS数据与ADS40影像的联合平差可得到优于1.5个像素的3维定位精度;构架航线对平差结果的改善作用有限,在作业中采用的必要性不大.     

稀少控制的多源卫星影像区域网平差研究

利用多源卫星影像的联合区域平差技术,在控制点极少和影像纹理特征极差的情况下,实现更大覆盖范围的更高精度快速定位,具有重要的实际意义.本文研究了少控制弱连接的多卫星影像区域网平差的精度问题,利用P5和WorldView-I卫星影像,进行了缺少控制点和连接点的困难地区联合区域网定位实验,分析了不同情况下区域网平差对系统误差的改正效果.研究成果对测绘困难地区的工作有一定的参考意义.     

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。     

提高非量测相机高程精度关键技术分析

由于无人机平台只能搭载非量测相机,其相机镜头畸变较大,同时无人机飞行姿态不稳定,更无法搭载高精度GNSS/IMU系统,导致了无人机航摄大比例尺成图的高程精度较差。针对以上问题,本文通过试验,在GPS辅助空中三角测量基础上,通过影像畸变差纠正、相机自检校,改正影像畸变;使用差分GPS获取更精确的摄站中心坐标;飞行垂直于常规航线的构架航线,以增加影像重叠度,提高空三模型稳定性。试验结果表明,相机标定、差分GPS和构架航线不仅可以提高GPS辅助光束法区域网平差的高程精度,还能有效减少野外像控点布设数量,针对带状图航测更具参考价值。     

基于史赖伯规则的机载InSAR区域网平差

采用区域网平差的方法进行合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）干涉参数定标,是减小大区域、多个干涉像对重叠处反演高程差异的有效方法。为了提高InSAR区域网平差的答解效能,设计一种利用史赖伯规则的机载InSAR区域网平差干涉参数定标方法。该方法利用史赖伯规则,由连接点误差方程式构建等效误差方程式,可有效减小法方程系数矩阵大小,降低对计算机配置的要求,提高平差的答解效能。采用我国机载双天线InSAR数据进行干涉参数定标试验,改化前后两种方案,干涉参数定标结果没有明显变化,改化后的平差耗时均值减小了,验证了利用史赖伯规则的机载InSAR区域网平差干涉参数定标的正确性和有效性。     

基于区域网平差的InSAR基线估计方法

为有效减少大面积、多套干涉数据基线估计所需的地面控制点数量、降低接边处反演高程的差异,提出考虑干涉相位偏置的InSAR区域网平差基线估计方法。采用中国科学院电子学研究所机载InSAR系统获取的多套干涉数据进行了区域网平差基线估计试验,利用少量地面控制点完成了各套干涉数据的基线估计,减小接边处反演高程的差异,验证该基线估计方法的有效性。     

ICESat激光高程点辅助的天绘一号卫星影像立体区域网平差

无地面控制点（简称无控）区域网平差是实现卫星影像无控测图的一项重要技术,对于境外和外业测控困难区域的测图具有重要意义。然而,无控区域网平差的定位精度一般难以满足对应比例尺测图规范要求。利用公开、可稳定获取的公众地理信息数据辅助区域网平差,是提高卫星影像无控定位精度的有效途径,其中ICESat激光高程点便是一种良好的高程控制数据。为了提高天绘一号卫星影像无控定位精度,本文提出ICESat激光高程点辅助的卫星影像模型法立体区域网平差方法。首先,以30 m分辨率SRTM估算的地形坡度作为限制条件,结合激光高程点自身质量评价信息,自动提取高质量ICESat激光高程点;其次,利用自动匹配的连接点进行模型法自由网平差,实现卫星影像几何定位精度的相对一致性（内部一致性）;最后,将激光高程点自动量测至卫星影像作为控制点,其平面坐标根据自由网平差结果前方交会计算而得,高程坐标取自激光点高程,再次进行区域网平差精化定向参数,提高卫星影像的绝对高程精度。最后本文利用山东全省的天绘一号卫星影像进行试验,验证了本文方法的有效性和可行性。     

机载InSAR区域网平差数学模型研究

研究了机载InSAR高精度三维定位数学模型及区域网平差误差模型,分析了机载InSAR区域网平差参数、观测值及定权方法。利用自主研发的机载InSAR区域网平差软件系统完成了四川绵阳测区分辨率为0.5m的4条航带共76景影像约500km2的机载InSAR区域网平差实验,在大面积、稀少控制条件下满足1∶1万DEM、DOM定位精度要求。     

基于附加参数模型的自检校光束法区域网平差算法运行结果对比

像点偏移是影响光束法区域网平差结果精度的主要因素之一。克服平差过程中像点偏移的影响,以提高区域网平差精度,一直受到业界高度重视。当前,克服像点偏移的常规做法是借助特定的参数模型对其进行描述,构建基于附加参数模型的自检校光束法区域网平差模型,在区域网平差的同时求解引入的参数,进而实现对系统误差的补偿。Bauer模型、Ebner模型、Brown模型、光学畸变模型是现有算法中描述像点偏移的常用模型。为了对上述4种模型的系统误差进行验证,本文首先在经典的光束法区域网平差模型基础上分别设计了与4种模型相对应的自检校光束法区域网平差模型,并予以编程实现;然后通过实例对上述4种模型的算法运行结果进行了验证、比较及分析。试验结果表明,Ebner模型和Brown模型的引入可有效提高光束法区域网平差的精度;Bauer模型的引入对小型区域网平差精度的提升更加有效;光学畸变模型的引入对区域网平差结果的精度提升作用相对较小。     

Use of generalised Procrustes analysis for the photogrammetric block adjustment by independent models

The paper reviews at first some aspects of the generalised Procrustes analysis (GP) and outlines the analogies with the block adjustment by independent models. On this basis, an innovative solution of the block adjustment problem by Procrustes algorithms and the related computer program implementation are presented and discussed.The main advantage of the new proposed method is that it avoids the conventional least squares solution. For this reason, linearisation algorithms and the knowledge of a priori approximate values for the unknown parameters are not required. Once the model coordinates of the tie points are available and at least three control points are known, the Procrustes algorithms can directly provide, without further information, the tie point ground coordinates and the exterior orientation parameters.Furthermore, some numerical block adjustment solutions obtained by the new method in different areas of North Italy are compared to the conventional solution. The very simple data input process, the less memory requirements, the low computing time and the same level of accuracy that characterise the new algorithm with respect to a conventional one are verified with these tests.A block adjustment of 11 models, with 44 tie points and 14 control points, takes just a few seconds on an Intel PIII 400 MHz computer, and the total data memory required is less than twice the allocated space for the input data. This is because most of the computations are carried out on data matrices of limited size, typically 3×3.     

机载三线阵CCD影像自检校光束法区域网平差

将基于附加参数的自检校光束法区域网平差技术应用于机载三线阵CCD传感器ADS40影像的几何定位处理,分析了机载三线阵CCD传感器成像的误差特性,建立了相适有效的自检校附加参数模型,以及3种形式的外方位元素变化模型和自检校光束法区域网平差模型。实验结果表明,自检校光束法区域网平差能够有效补偿ADS40影像存在的系统误差,显著提高定位精度。     

中国大陆主要块体现今变形状态的反演研究

本文利用中国大陆的GPS运动速度场,研究了其中的7个亚板块和14个构造块体的变形状态,并做了动力学解释。研究中,构造了一种运动-变形模型来提取观测数据中的变形信息。结果表明:南北构造带东西两侧应变状态表现出显著的差异,西部各亚板块或块体的主应变量值从约4.5×10-8.a-1到约1.3×10-8.a-1,东部则从约3.0×10-.8a-1到约0.4×10-.8a-1,表明东西两部应变量值有较大的落差,并且主压应变方向从西部的北北东向逐步转到东部北东东向。南北构造带表现为其不同段落的各块体的变形趋势和量级都有显著不同。川滇块体是东部与西部的结合部位,变形量较大,主压应变为3.4×10-8.a-1,反映了印度板块向北的推挤在川滇块体造成了较大变形。中国北部地区向东西两个方向运动,塔里木块体、准噶尔块体、天山块体向西,柴达木-祁连山块体、阿拉善块体向东。这种推挤力和太平洋板块阻碍、遏制作用,造成了华北块体、鄂尔多斯块体以拉张为主的应变和逆时针旋转。     

资源三号测绘卫星影像平面和立体区域网平差比较

针对弱交会条件下卫星遥感影像区域网平差无法正确求解的问题,本文提出了利用数字高程模型（DEM）作为高程约束的平面区域网平差方法提高其对地目标定位精度的策略。首先,选取带仿射变换项的有理函数模型（RFM）作为卫星影像平面区域网平差的数学模型。其次,在平差过程中更新连接点的地面坐标时仅求解地面点的平面坐标,高程值利用DEM进行内插获得。最后,在布设少量控制点的情况下通过平面区域网平差求解所有参与平差的卫星影像定向参数和连接点的地面平面坐标。利用两个地区的资源三号正视影像的平面区域网平差以及前正后三视影像的立体区域网平差的对比试验表明,对于资源三号卫星影像在1:50000DEM的支持下,平面平差可以达到和立体平差相当平面精度。对于近似垂直正视的资源三号影像,全球1km格网的DEM和90m格网的SRTM可以取代1:50000DEM作为高程控制,平面精度几乎没有损失。最终,试验结果证明了平面区域网平差方法的有效性和可行性。     

物方自检校光束法区域网平差

本文分析了自检校光束法平差所存在的问题，在此基础上提出了物方自检校光束法区域网平差的思想，并对该加密方法的数学模型及解算方法作了分析，编制了相应的平差程序，并对一组实测数据进行了验算。初步验算表明，该加密方法在精度和计算量两个方面都要优于原光束法。