基于二维DLT的非量测相机检较

非量测数码相机由于价格低廉、使用方便等原因成为近景摄影测量获取影像的主要设备之一。但非量测相机的内方位元素和畸变系数未知,不能直接利用共线方程进行解析计算,因而必须对相机进行检校。而相机参数检校成果质量的高低直接关系着能否满足测量精度的要求。本文提出了基于二维直接线性变换(DLT)的相机标定算法,利用平面控制点解算出像点坐标和相应物点物方空间坐标之间的线性关系,再结合内方位元素及畸变参数的解算进行迭代,以得到满足一定精度要求的相机参数(x0,y0,f,k1,k2,p1,p2),并用MATLAB加以实现。     

基于大比例尺航空影像共面约束条件的相机自检校方法

提出了基于大比例尺航空影像共面约束的相机自检校方法,该方法使用所有立体像对同名点基于共面约束对相机的内方位元素及畸变系数进行解算。首先进行航空影像同名点匹配,构建立体像对;然后基于共面约束使用直接解法和迭代优化进行相对定向,解算相机位置与姿态;最后使用最小二乘优化方法解算相机内方位元素和畸变系数。对于高分辨率大尺寸航空影像,图像中心及边缘的畸变差异较大,为了进一步提高解算精度,对图像进行网格区域划分解算畸变。使用大比例尺航空影像进行解算能真实精确反映航空摄影测量时所获取图像的相机参数和畸变系数,避免检校环境与使用环境不同解算得到的相机畸变参数不能真实反映所获取影像的畸变问题;使用所有同名点解算,避免由于选择不同特征点或控制点对检校精度的影响;通过区域网格划分,进一步提高了解算精度。对检校结果进行了分析,该方法精度较高,与基于室外检校场的精度相当,能真实精确反映航空摄影测量时所获取图像的相机参数和畸变系数,提高了三维重建的精度。     

基于岭估计的有理多项式参数求解方法

在使用最小二乘法解算卫星遥感影像的RPC参数时,如果控制点非均匀分布或模型过度参数化,其法方程系数矩阵很容易产生病态,获得的解将偏离真值,甚至得到错误的解.使用岭估计可改善法方程的状态,保证解稳定.采用岭估计方法,通过所获取的不同岭参数对SPOT和QuickBird影像进行实验,证实L曲线法是一种稳定的、有效的岭参数确定方法,可显著提高RPC参数的解算精度.     

总体最小二乘方法在空间后方交会中的应用

在空间后方交会的解算过程中,利用共线条件方程式列出误差方程后,针对地面控制点以及像点坐标均存在误差这一特点,引入总体最小二乘(total least squares,TLS)的方法,对系数矩阵A以及观测向量b同时进行改正,计算像片的6个外方位元素,建立更加合理的计算模型,可获得精度更高、更稳定的解。     

论镜头畸变对倾斜摄影测量中空中三角测量的影响

在倾斜摄影测量空三解算过程中,镜头畸变很容易引起空三"分层"的问题.从镜头畸变的角度分析了空中三角测量的"分层"问题,并分析引起镜头畸变的因素.针对镜头畸变对空中三角测量的影响,介绍了基于控制点平差进行人工干预和软件校正方法,实验数据证明:通过控制点平差进行镜头畸变的调整方式从航摄比例尺和地面分辨率,到重投影误差,再到径向畸变系数和切向畸变系数,均有明显的优质提升.实践证明该方法可行.     

基于普通数码相机的近景摄影测量方法与精度的试验研究

普通数码相机由于体积小、重量轻、价格低廉、像素几何位置精度高、影像可直接输入计算机进行处理等优点备受人们青睐。随着数字摄影测量技术的发展,数码相机分辨率的不断提高,人们开始考虑能否将普通数码相机应用于工程实践。本文以普通数码相机作为影像信息的获取手段,就控制点的数量、分布、精度、影像获取及其量测方法、数据处理解算方法、解算精度等问题进行了研究。     

星载分布式InSAR基线定标新方法

为了解决星载分布式干涉合成孔径雷达三维基线的高精度定标问题,提出了一种基线定标新方法。首先,该方法将辅雷达多普勒方程与辅雷达距离改化方程相结合,形成基线定标模型,再基于地面控制点,采用最小二乘迭代解算基线三个轴向误差。与基于辅雷达距离改化方程的基线定标模型相比,该基线定标模型优化了法方程系数矩阵条件数,减小了矩阵的病态程度,提高了定标精度。然后,根据基线定标实际上是利用多个地面控制点交会出基线矢量,以及增大交会角可提高交会精度的原理,给出了控制点布设策略,即在近、远距端两侧布设控制点。与均匀布设控制点方式相比,该方式能显著提高定标精度和稳健性。最后,利用星载分布式干涉合成孔径雷达仿真数据进行基线定标实验,先后开展基于不同控制点数量、不同控制点精度、不同控制点布设策略的基线定标实验。实验结果表明,该方法能实现三维基线高精度定标,对跨轨、顺轨、径向基线的定标精度能达到毫米级,可为星载分布式干涉合成孔径雷达基线定标提供一种新途径。     

一种基于矢量地图的SAR图像几何精校正方法

基于距离多普勒模型的SAR图像系统级几何校正存在一定的误差,需要引入地面控制点来对模型参数进行修正来提高校正精度。针对人工选取地面控制点工作量大且模型参数解算复杂的问题,提出矢量地图作为控制信息,利用SAR图像与矢量地图自动配准的方式实现SAR图像的几何精校正。该方法避免几何精度校正中繁琐的控制点选取过程以及复杂的模型参数解算过程。结果表明,该方法的平均相对精度达到10m左右。     

基于精密单点定位的岛礁控制测量研究

本文利用静态精密单点定位技术解算海岛礁控制点的位置坐标,并利用高精度长基线解算软件GAMIT／GLOBK的结果作对比,结果显示其精度可达到厘米级别。在数据解算过程中分析影响误差的主要来源,并重点讨论了多路径效应对精度的影响,提出相关的处理手段,最终达到提高精度的目的。     

稳健估计下转换参数系数矩阵定向改正的整体最小二乘

不同空间坐标系在进行坐标转换过程中,利用整体最小二乘(TLS)构建高斯-马尔科夫(Gauss-Markov)模型求解布尔莎-沃尔夫(Bursa-Wolf)七参数模型时,存在已知控制点含有粗差、模型系数阵固定常数参与残差改正的问题。通过对系数矩阵中含误差参数进行改正,并结合稳健估计的方法,对TLS进行迭代定权,解决了已知控制点粗差会对参数计算精度产生影响的问题,同时使得系数矩阵中非常数项得到精确的残差改正。本文通过实验数据证明,此方法可行并且解算精度更优。     

像控点布设对无人机小范围非规则区域实景建模精度的影响

像控点布设方式和数量对实景建模精度有重要影响.本文选取阜阳市临泉县某0.25 km^2非规则区域为实验区,另选两个非规则型的验证区(0.27 km^2和0.28 km^2),按边缘布设、边缘加少量中心布设、中心布设三种不同的像控点布设方式进行实景模型构建,对比分析像控点数量和布设位置对模型精度的影响特征.结果表明:1)当像控点连线围成的凸多边形包含整个非规则测区时,才能有效保证构建的模型精度.2)在1∶500比例尺测图精度的要求下,边缘布设五个像控点为最佳点位布设方式,满足高效率、高精度、低成本的建模要求.3)在像控点布设位置理想的情况下,增加布设数量并不能显著提升实景模型精度,像控点应按需布设.     

星点中心高精度质心定位算法

质心法是星点中心计算的常用算法.为提高质心法的精度,对其进行了深入研究.在分析3种质心法形式的基础上提出了质心法的统一模型,并指出模型中的参数阈值T 和灰度加权指数k 对于质心法的最终精度有很大影响.采用模拟星点和实测星点对质心法精度与参数 T 和k 的关系进行了分析,得出了相同的结论.随着 T 和k 的增加,质心法精度先升高后降低,存在极值点;在极值点处,T 为背景灰度,k 为2.0;为保证信息量,T 不能过高,但增加k 可以获得增加T 同样的精度效果;通过调节 T 和k,可以使质心法精度提高25%以上.     

北斗二号对北斗三号伪距单点定位精度影响分析

针对当前BDS-2/BDS-3组合定位性能,基于国际GNSS服务(IGS)跟踪站对BDS-2/BDS-3的组合定位实测数据,分析了北斗二号(BDS-2)不同类型卫星对北斗三号(BDS-3)卫星B1I、B3I与B1I/B3I双频组合伪距单点定位精度的影响. 经研究发现,BDS-2不同类型星座卫星都能有效改善BDS-3卫星可见数与卫星空间几何构型,地球静止轨道(GEO)卫星、倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星、中圆地球轨道(MEO)卫星使BDS-3单频和双频伪距单点定位精度的提升在20%以内,而全部BDS-2卫星使BDS-3单频和双频伪距单点定位精度的提升在30%以内,整体提升关系为:BDS-2全部卫星>IGSO卫星>GEO卫星>MEO卫星.      

面阵数码航摄像控测量布设的思考

对在像控测量布设中遇到的2个问题进行了阐述,得出航线网精度估算式仍然适用,但数码航摄仪的像控点数量应多于光学航摄仪的结论。另外,在满足一定的条件下可进行跨航线布点,像控点的选点目标需要顾及成图精度要求,不能照搬现有规范要求。     

顾及控制点均匀性的无人机实景三维建模精度分析

无人机(UAV)倾斜摄影技术以其低成本、高效率、高精度等优点成为实景三维模型构建的主流.实景三维模型的精度受很多因素影响,研究主要从控制点分布均匀性的角度出发,探究其对实景三维模型精度的影响,提出一种较为普适的控制点均匀性衡量指标.研究中设计了两种不同数目的控制点实验,每种实验各包含3种不同均匀性分布方案.使用UAV获...     

Bias-corrected rational polynomial coefficients for high accuracy geo-positioning of QuickBird stereo imagery

The rational function model (RFM) is widely used as an alternative to physical sensor models for 3D ground point determination with high-resolution satellite imagery (HRSI). However, owing to the sensor orientation bias inherent in the vendor-provided rational polynomial coefficients (RPCs), the geo-positioning accuracy obtained from these RPCs is limited. In this paper, the performances of two schemes for orientation bias correction (i.e., RPCs modification and RPCs regeneration) is presented based on one separate-orbit QuickBird stereo image pair in Shanghai, and four cases for bias correction, including shift bias correction, shift and drift bias correction, affine model bias correction and second-order polynomial bias correction, are examined. A 2-step least squares adjustment method is adopted for correction parameter estimation with a comparison with the RPC bundle adjustment method. The experiment results demonstrate that in general the accuracy of the 2-step least squares adjustment method is almost identical to that of the RPC bundle adjustment method. With the shift bias correction method and minimal 1 ground control point (GCP), the modified RPCs improve the accuracy from the original 23 m to 3 m in planimetry and 17 m to 4 m in height. With the shift and drift bias correction method, the regenerated RPCs achieve a further improved positioning accuracy of 0.6 m in planimetry and 1 m in height with minimal 2 well-distributed GCPs. The affine model bias correction yields a geo-positioning accuracy of better than 0.5 m in planimetry and 1 m in height with 3 well-positioned GCPs. Further tests with the second-order polynomial bias correction model indicate the existence of potential high-order error signals in the vendor-provided RPCs, and on condition that an adequate redundancy in GCP number is available, an accuracy of 0.4 m in planimetry and 0.8 m in height is attainable.     

改进蚁群算法的三维激光点云聚类方法

为了提高点云聚类方法的效率和精度,本文提出了一种蚁群优化投影寻踪算法。试验采用机载LiDAR点云数据,通过构建蚁群算法中信息素系数更新的对数反正切函数模型来减少所需的信息素更新系数的迭代次数,不断优化的投影寻踪方向投影,提高寻找最佳投影方向的连续空间的效率,实现了树木和建筑的分割。试验使用人工方法对比评估树木和建筑物的位置和数量的准确性。     

CCD推扫成像方式下星载GPS对地定位的模拟试验研究

从理论上分析了利用遥感信息对地动态定位精度问题。用模拟数据推算了ＣＣＤ推扫成像方式下，星载ＧＰＳ天线定位精度对定位的影响；并用同一组试验数据按三种方案（①只用地面控制点而无ＧＰＳ观测值，②只用ＧＰＳ观测值而无地面控制点，③ＧＰＳ观测值加地面控制点）进行了对地定位精度的比较；同时考虑了ＧＰＳ天线中心与ＣＣＤ扫描中心间的转换以及ＧＰＳ观测值所在地心直角坐标系与光束法平差所在局部切面坐标系之间的转换．