卫星光学立体影像制图高程精度探讨

在卫星摄影测量中,目标定位和制图对高程精度要求不同,制图要求高程误差必须严格符合规范。本文以前方交会为基础,推演了框幅相机近似垂直摄影、交向摄影以及CCD线阵相机推扫摄影高程精度估算公式,可供卫星工程制订方案参考。     

航空三线阵CCD影像测制城市数字正射影像

提出了利用三线阵ＣＣＤ相机测制城市数字正射影像和建立三维模型与目标,开展航空直接获取数字影像的摄影测量。着重讨论了利用三线阵ＣＣＤ影像计算自由外方位无素并生成模型ＤＥＭ然后利用少量控制点建立地面－模型坐标转换关系,生成地面坐标系的ＤＥＭ和正射影像。     

机载三线阵CCD摄影测量的直接解算模型与精度分析

机载三线阵CCD摄影测量系统是GPS/INS与三线阵CCD相机联合工作的测量系统.通过GPS/INS给出的投影中心位置、视准轴姿态观测值及三线阵CCD像空间坐标,可以直接计算地面点在物空间的坐标.介绍了直接解算的几何模型,并依据共线方程建立地面点像空间坐标与控制点或同名点物空间坐标的关系,从而把问题归结为间接平差,给出了平差的误差方程.最后对直接解算模型进行了精度分析.     

利用三线阵CCD影象恢复外方位元素

本文首先利用模拟数据分析三线阵ＣＣＤ相机推扫式摄影式飞行姿态稳定度与利用ＣＣＤ影象计算外方位元素的精度关系。     

利用卫星三线阵CCD影像进行光束法平差的数字模拟实验研究

简要地叙述了利用三线阵ＣＣＤ影像生成用于光束法空中三角的等效框幅像点坐标的方法,并构成所谓“等效框幅像片”。从卫星摄影测量特点出发,光束法平差的数学模型除了经典的线性化共线方程外,还引用了外方位元素连续条件。以数字模拟的方法给出了几种不同情况下光束法航线平差的结果,进而对中分辨率卫星三线阵ＣＣＤ影像测制等高距为２０ｍ的地形图问题作了简要分析。     

三线阵CCD影像直接前方交会精度估算

本文从前方交会公式入手,详细推导了三线阵CCD影像在无地面控制点条件下,地面点坐标的精度估算公式,可运用于航天摄影测量工程中对有关指标进行有效评估,并且利用模拟数据进行精度估算,指出了摄站和姿态精度与定位精度的关系。提出了实现1∶5万比例尺测图的解决方案。     

利用卫星三线阵CCD影像进行光束法平差的数字模拟实验研究

简要地叙述了利用三线阵ＣＣＤ影像生成用于光束法空中三角的等效框幅像点坐标的方法,并构成所谓“等效框幅像片（ＥＦＰ）”。从卫星摄影测量特点出发,光束法平差的数学模型除了经典的线性化共线方程外,还引用了外方位元素连续（平滑）条件。以数字模拟的方法给出了几种不同情况下光束法航线平差的结果,进而对中分辨率（１０ｍ）卫星三线阵ＣＣＤ影像测制等高距为２０ｍ的地形图问题作了简要分析。     

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。     

三线阵CCD相机设计中的摄影测量问题

三线阵ＣＣＤ航天摄影测量相机是国际上八十年代中期出现的新一代传输型数字式航天光学遥感器,与常规的航天立体测绘相机在构像原理上有较大区别。本文简要介绍了三线阵ＣＣＤ相机的成像原理和摄影测量处理技术,主要就三线阵ＣＣＤ相机设计中应考虑的摄影测量问题进行了分析,讨论并对主要参数进行了模拟计算。     

空间测边交会的精度估算问题

本文利用矩阵迹的性质,巧妙推出了实用的空间测边交会精度估算式,所推公式简单、易懂,很便于实际应用,并且从理论上证明了实用估算式与E.T.BoHko估算式的一致性。最后还简单分析了空间测边交会的最佳图形及应用问题。     

五、摄影测量与遥感学

CH20020423 卫星摄影三线阵 CCD 影像的 EFP 法空中三角测量(一)/王任享(西安测绘研究所)∥测绘科学.—2001(4).—1～5系统介绍了 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星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     

卫星摄影测量LMCCD相机的建议

建议在平行排列的三线阵CCD相机的正视阵列上下端两侧各附加一个128×128像元小面阵CCD,构成线阵、面阵混合配置的相机.卫星推扫摄影时,每经历(ftanα/10)/pixel时间(取样周期),附带记录小面阵影像.采用"等效框幅"(equivalence frame Dhoto并简写为EFP)[1]光束法平差,应用三线阵CCD影像及小面阵影像,实现了单航线四控点(航线首末端四角隅各一个控制点)空中三角测量,取得与相同参数的框幅像片平差相当的结果.而且平差精度受卫星飞行姿态变化率影响甚微.采用与MOMS-02/D2相类似的参数进行数值模拟计算,给出了B≥2航线空中三角测量精度统计,说明了LMCCD相机影像空中三角测量的效能.以上f=正视相机主距,α=前视光线、后视光线与正视光线的夹角,B=正视影像投影中心与前、后视影像投影中心距离.     

航空线阵摆扫式相机严格成像模型的构建与验证

对航空线阵摆扫式相机严格成像模型进行了深入研究。在分析航空线阵摆扫式相机的结构及成像几何的基础上,建立了合理的坐标系统用于描述相机物像相对运动的光线旋转关系,构建了线阵摆扫式相机的严格成像模型;利用蒙特卡洛法对严格成像模型的各个误差进行仿真,分析了其对几何定位精度的影响;通过模拟影像数据空间后方交会试验,验证了严格成像模型的正确性。     

一种倾斜影像外方位元素计算方法

提出一种利用相机POS数据和少量影像数据标定倾斜相机间位置关系并计算倾斜影像粗略外方位元素的方法。首先对选取的垂直和倾斜影像进行影像匹配,获得精确同名点坐标;然后垂直影像同名点对前方交会获得地面点坐标,接着倾斜影像后方交会获得其外方位元素;最后利用倾斜和垂直影像的外方位元素标定子相机间的相对关系,并根据相对关系求出所有倾斜影像的外方位元素。采用AMC580倾斜影像数据进行试验,结果表明:提出方法可求得所有倾斜影像的粗略外方位元素,并验证了外方位元素的直接对地定位精度,证明了该方法的可行性。     

基于“嫦娥”卫星三线阵CCD立体相机的月球表面三维建模

＂嫦娥＂卫星三线阵CCD立体相机是实现月表地形观测的重要荷载,其以前、正、后视3种视角对月表进行连续扫描,获得南、北纬70°范围内3种不同倾角的二维推扫影像。在无月面控制点、卫星位置和姿态数据的条件下,基于数字摄影测量理论提出一种建立月表三维模型的方法：通过影像匹配获得前、正、后视二维推扫影像中的立体像对的像点坐标,在此基础上结合用准控制点后方交会解得的嫦娥卫星的空间位置和姿态数据,通过前方交会的方法解算出像元对应月面点的月球表面数字高程模型（DEM）径向高度数据,进而得到月表高程拟合模型、等高线分布图等,实现月表三维模型的建立。     

多向前方交会与单隐层神经网络结合的近景前方交会法

针对三维坐标求解精度受非线性误差影响的问题,提出了一种多像前方交会与单隐层BP神经网络相结合的方法。基本过程为:①在样本点真实世界坐标已知的条件下,构建关于世界坐标的拉格朗日方程,对相机外参进行优化,以得到更高精度的三维坐标初值。②利用计算得到的三维坐标和真实三维坐标分别作为输入和输出参数对单隐层BP神经网络进行训练。③将三维坐标初值带入网络模型对其进行改正。试验结果表明:①相较于前方交会、稀疏光束法平差及典型神经网络方法,在试验装置环境视场内,本文方法解算精度较高,最大偏差为0.492 7 mm。②相较于典型神经网络方法,本文网络结构为3-6-3,结构简单且计算效率高。     

基于双相机的动态测量技术研究

针对振动条件下工件变形检测问题,介绍了一种利用固定基线双相机进行动态测量的方法,对其中涉及的关键技术进行了研究。利用10参数相机畸变模型补偿系统误差,其精度优于0.03像素。采用人工标志点作为测量点,利用数字图像处理技术提取像点坐标,并利用核线约束条件实现其自动匹配。通过空间前方交会计算测量点坐标,静态下重复测量精度优于0.06mm。实验证明,该方法能有效满足工业制造中的工件变形动态测量要求。     

SPOT5与ERS-2卫星影像的联合立体定位

本文将SPOT5与ERS-2卫星影像联立构成一组立体像对,并通过立体定位的方式获取了地面点的三维坐标。根据本文立体像对前方交会的特殊几何图形,推导了立体定位理论精度的计算公式,并利用实验验证了公式的正确性,同时分析了影响立体定位精度的主要因素。实验结果表明,联合具有一定重叠度的SPOT5和ERS-2影像进行立体定位具有很强的可行性,其精度已可以满足部分测绘任务的要求。     

三线阵CCD影像短航线空中三角测量的模拟实验研究

本文主要介绍了解决三线阵CCD影像短航线空中三角测量问题的自由外方位元素平差方法及相关数学模型,按不同的卫星摄影测量条件,分别用直接前方交会、自由外方位元素平差方法及外方位元素观测值参与平差,进行了数学模拟计算,结论是:采用自由外方位元素平差方法,可以构建精度与直接前方交会相当,但“无y视差”的短航线立体模型。     

多片前方交会法无人机测图技术北大核心CSCD

针对传统数字摄影测量中,使用双片前方交会方法量测地面物点的坐标,因同名光线交会角大小限制而不利于提高测点坐标的精度问题,该文提出了基于无人机高重叠度航摄影像的多片前方交会测图方法。使用该方法进行地物坐标量测时,不受交会角大小的限制,同时引入最小二乘原理,可获得高精度的物点坐标。利用某长江大桥桥址带状测区无人机航摄影像数据,进行双片前方交会、三片前方交会及四片前方交会测图精度的对比分析。结果显示,基于无人机高重叠度影像的多片前方交会测图技术能有效提高无人机航测大比例尺地形图的精度。