航测在高精度地籍加密点位中的应用

地籍测量发展到今天,需要用高精度测量方法提供所有地界点在国家统一坐标系中的坐标。利用摄影测量加密方法可以快速而又高精度地加密大量地界点的坐标,但至今尚未在我国得到广泛的应用。 本文介绍了高精度摄影测量加密方法用于测定地界点坐标的原理、特点及武汉测绘科技大学航测与遥感系新近研制的可用于地界点加密的联合平差程序WuCAPS系统,并给出了“用摄影测量方法进行高精度地界点加密”在西安地籍测区的试验结果。试验结果达到了实地上±6～7cm的精度,显示了摄影测量高精度加密方法在地籍测量中的应用前景。     

利用PICS导航数据进行独立模型法区域网联合平差的研究

用PICS导航系统所记录的摄站坐标作控制点，进行独立模型法区域网联合平差，用二次多项式作摄站坐标控制方程式中的附加参数，以消除导航定位数据中的系统误差。研究分三个阶段进行。首先，用带有各种误差的模拟数据进行平差方法试验；然后，用真区域网进行稠密地面控制加密并分析PICS记录坐标的精度；最后，用PICS导航数据和稀疏布设的地面控制点进行了区域网联合平差。本文介绍的研究结果表明，摄站坐标随机误差对区域网加密精度的影响，平面元素存在跳跃而失去其使用价值，而PICS的摄站高程坐标可减少大量的高程控制点，加密精度能满足中、小比例尺加密的要求。     

摄影测量平差系统的误差处理 第二讲 摄影测量和非摄影测量观测值的联合平差

用摄影测量方法加密点的坐标时，总需要某些非摄影测量的信息，至少必须考虑到三维摄影测量网定向基准的基本秩亏，即三个平移量、三个旋转量再加上比例尺系数。因此，空中三角测量平差至少需要七个独立的大地测量观测值或条件方程。通常的摄影测量加密总是利用若干个分布合理的地面控制点（平面     

百万分之一相对精度的摄影测量

本文讨论了精度可达被摄物体尺寸百万分之一的工业摄影测量。文中回顾了摄影测量网的设计，着重讨论了网的一级设计和二级设计之间的关系以及对不可补偿系统误差影响的削弱问题。文中还浅谈了摄影测量系统方面的问题。此外，还描述了一大型紧缩场反射开线的摄影测量网的优化设计过程，并总结了该结构后续的调校测量的结果，上述摄影测量的三维坐标精度达到了百万分之一的相对精度。     

一种更严密的双介质立体摄影测量折射改正算法

提出一种更严密的双介质立体摄影测量物方坐标折射改正算法。该算法用水下目标的空中同名直线光线公垂线段的中点作为摄影测量交会点的理论位置,解决了空中同名直线光线延长线不相交情况下摄影测量交会点不存在导致的点位关系不确定性问题,使摄影测量交会点到真实物点的坐标折射改正公式能够严格推导出来。分析了空中同名直线光线不相交情况对物方大地坐标折射改正的不利影响,研究了摄影测量交会点与水下真实物点的相互位置关系,推导了水下目标点的水深和大地坐标计算公式(即折射改正公式),通过WorldView-2立体影像浅海海底地形测量试验对算法的正确性和测量精度进行验证。研究表明,不论水下目标的空中同名直线光线延长线是否相交,该算法都是适用的,且能显著改善水下目标的高程测量精度。     

2000国家大地控制网的构建和它的技术进步

“2000国家大地控制网”是国家大地测量的重大科学工程项目。它主要包括建立2000国家GPS大地控制网,2000国家重力基本网,以及前者与国家天文大地网的联合平差等,以实现国家3维地心坐标系统的坐标框架。这个项目的主要特点有:①涉及多个学科,如经典和空间大地测量学、天文测量学、重力测量学、近代数据处理理论和技术等;②处理的数据量大、种类多,如2000国家GPS大地控制网有2600多个测点,46000多条独立基线,天文大地网与2000国家GPS大地控制网联合平差所需解算的未知数多达15万个;处理的数据几乎包含了三角测量、导线测量、天文测量、重力测量和GPS测量等各类测量的成果;③所处理数据的施测时间跨度长,如2000国家GPS大地控制网中三个子网的施测时间各不相同,前后从1988年到2000年历时12年,而天文大地网的施测时间是在上一世纪的50至70年代;④处理数据所覆盖的国土面积大,2000国家GPS大地控制网及天文大地网覆盖了我国整个大陆及部分沿海岛屿,而2000国家重力基本网则扩展到香港、澳门以及南沙等地区;⑤处理数据需顾及的因素多,如需分析近70年来我国大陆板块运动、板内运动、局部地壳运动和新旧大地测量基准、新旧天文系统、和不同历元对上述这些大地测量观测数据的影响及其统一归算。本项目的主要技术创新点有以下四个方面:①首次将我国不同部门、不同时期施测的多个平面(2维)和高程(1维)分离的大地控制网通过空间大地测量和数据处理技术,科学的整合为全国统一的整体的国家3维大地控制网,将原来大地测量中所采用分离的几何与物理参数,进行了科学的统一的整合;②首次将我国非地心大地坐标框架整体的科学的转换为地心大地坐标框架;③首次将我国大地坐标框架的地心坐标精度由±5 m提高15倍,达到了±0.3 m;将我国重力基本点的精度由±25×10-8ms-2提高近4倍,达到了±7×10-8ms-2;④首次将海量数据由原来采用的最小二乘平差经典数据处理技术提高为最小二乘平差,抗差估计和方差分量估计相结合的现代数据处理技术,提高了成果的精度和可靠性。     

分小区法区域网平差

在伟大的无产阶级文化大革命推动下，我们与西北大学数学系共同协作，进行了空中三角测量分小区逐次趋近平差构成区域网的研究和试验。这一方案的基本思想是以航线内一至三个立体模型作为一个分区，并认为每一个分区的变形是较小的，所以每个分区都仅是对暂定的平均基准面作三维正形坐标变换，经过多次变换，直到每个分区的坐标变化量很小，分区和分区间连接点内部相对不符值也很小，即构成一个统一的区域摄影测量网。然后利用布设在区域四周的野外控制点，把区域摄影测量网归化到大地坐标系统中。     

天文大地网坐标系统到2000国家大地基准的转换

我国新的大地基准已建立,但仍有约17万低等天文大地网点未参加联合平差,其坐标仍属于旧坐标系统.针对我国天文大地网精度现状,对几个坐标转换模型进行了分析比较,提出最小曲率模型能有效地顾及天文大地网的局部扭曲和误差积累,使局部系统差得到很好控制.     

像片系统误差的改正

近年来，生产实践证明，在解析空中三角测量中，像点坐标或模型坐标的系统误差改正问题，成为目前提高摄影测量网精度的关键问题之一，特别在大比例尺电算加密中尤为突出。为了提高大比例尺解析空中三角测量的精度，扩大航带或区域网控制点之间的跨度，本文就如何改正像片系统误差进行了初步研究，即在摄影地区选出具有代表性的几张像片，在高精度立体坐标量测仪上进行量测，按严格的数学关系计算出系统误差源对像点坐标的综合改正值并用模拟和真实像片进行了试验。     

利用GPS单点定位数据求解高程的新方法

全球定位系统可用于测定很精确的三维（水平位置和高程）大地坐标，但其中第三个坐标不能用在测量工程方面，因为这是ＧＰＳ参考系的量，而用水准测量测定的高程是相对于大地水准面的量。为了将ＧＰＳ用于精密高程传递，必需将ＧＰＳ高差转换为正高高差，本文提出两种确定大地水准面倾斜的新方法以及对一个隧洞控制网求出的结果。     

哈苏H4D-60相机投影中心位置精确测定方法研究

提出了一种精确测定数码相机投影中心位置的方法,详细介绍了其工作原理和实施方法。利用Metro In经纬仪三坐标测量系统和Metro In-DPM数字工业摄影测量系统的高精度测量特点,提高了控制点坐标测量精度、控制点标志中心像点坐标量测精度并实现了相机的高精度标校。在一个试验里完成了高精度相机标校和投影中心位置精确测定,实现的投影中心位置测定精度优于5 mm。     

三目立体工业摄影测量系统外部参数的快速标定

针对我国锻件在位检测装置和测量方法落后的问题以及立体工业摄影测量现场控制场建立难的问题,开发出三目立体工业摄影测量系统,并提出系统外部参数标定方法,将控制场坐标系建立在相机上。试验证明,利用三目立体工业摄影测量系统解算物方点坐标的精度为0.201mm,验证标定精度的可靠性,满足在高温锻件测量现场建立简单、有效的高精度立体工业摄影测量控制场的应用需求。     

大疆消费级无人机快速倾斜摄影测量实践

分别用RTK两种测量模式测定像控点,用大疆消费级无人机Phantom 4PRO开展倾斜摄影测量,最后进行成果检验。结果表明:RTK电台模式(不做坐标校正,精度低)、RTK-CORS网络模式测定像控点都能建立倾斜三维成果;像控点相对坐标差较小,但实测坐标差、图面坐标差较大。RTK-CORS测量像控点的航测成果平面精度为0.036 m,高程精度为0.135 m;4种明显地物实测距离偏差都在2 cm内。低精度像控点能辅助快速建立倾斜摄影测量三维成果;若需关注精确坐标,采用RTK-CORS网络模式测定像控点辅助大疆Phantom 4PRO无人机小范围快速倾斜摄影测量是可行的。     

低空GPS辅助空中三角测量精度分析

常规低空摄影测量方式获取的成果高程精度偏低,不能满足1∶500地形图的高程要求。本文以覆盖地面约55 km2的1 965张低空航片构建一个加密网,进行了8像控点空中三角测量、GPS辅助的8像控点空中三角测量、GPS辅助的40像控点空中三角测量,并以106个未参与平差的野外实测点为检查点,将立体采集坐标与野外实测坐标进行了比较与分析。结果表明,使用GPS辅助空中三角测量可获得平面、高程精度均满足1∶500 DLG要求的加密成果,对于采用低空摄影测量方式解决大面积1∶500地形图的高程问题具有较大借鉴参考价值。     

用摄影测量的光束平差法处理经纬仪观测值及其在工业测量中的应用

本文研究了用摄影测量光束平差法处理经纬仪观测值以解决工业应用中控制网精确测量的。为了证明光束法等效于传统的三维网解法，需要将角度观测值转换成虚拟的像片坐标并进行相应的误差传播，文中为此提出了一种投影的数学模型。此外，还研究了在光束平差法中使用未置平经纬仪的观测值。研究中对两个网进行了试验：一个是工业测量中的控制网，另一个是实验室试验控制网。利用第一个网对光束平差法和传统的三维网法进行比较，结果是：     

数字摄影测量像点量测精度检测方法研究

在摄影测量基本原理的基础上,提出通过构造理想标准式像对的方法,实现对全数字摄影测量系统的像点量测精度进行检测。以JX4数字摄影测量工作站为例,利用单张实景航片构造理想标准式像对,通过像点的理论坐标与实际采集坐标的较差统计精度,该检测方法对其它的数字摄影测量工作站具有普遍意义。     

无地面控制GPS辅助光束法区域网平差

介绍了在WGS-84坐标系中进行GPS辅助光束法区域网平差的基本原理以及利用大地水准面拟合方法实施大地高与正常高的变换方法。利用新疆库尔勒地区1：25000和1：50000实际航摄资料验证了理论与程序实现的正确性。试验结果表明，无地面控制GPS辅助光束法区域网平差可用于中小比例尺测图的加密，在WGS-84坐标系中可以获得较高的点定位精度，而在国家80坐标系下，利用大地水；隹面拟合前后的GPS摄站坐标进行GPS辅助光束法区域网平差，加密精度没有明显差异。     

控制点误差对测定摄影测量坐标精度的影响

根据小比例尺象片建立平面-高程网时，常常利用大地控制点坐标。而这些大地控制点的测定是带有误差的。其误差值可与摄影测量构网时的误差相比拟，甚至超过它们。     

我国建立现代大地基准的思考

提出了现代大地基准要考虑和顾及高精度、涵盖全部国土、三维、地心、动态、国际接轨等6个要素。建议在国家GPS2000网的基础上，进一步加密GPS网点和永外性跟踪站，构建有足够数量和密度合理分布的新的大地坐标框架点。现代大地基准应为用户在我国任何地点、任何时间测定高精度的三维地心坐标提供可靠的地理空间基础框架。     

利用已有像控点的多期航空影像光束法区域网联合平差

为了充分利用已有航空影像与控制成果,节约作业成本,缩短作业周期,提出一种利用已有像控点联合多期航空影像进行整体平差加密的数学模型,并采用我国南方某地区的数据资料进行了试验证明。结果表明,联合平差能将已有像控点的控制作用通过多期影像间的同名点传递到最新航空影像上,联合平差加密点的平面精度与常规光束法区域网平差加密精度基本一致,而高程精度则取决于多期影像间同名点的观测值个数,同名点观测值越多,加密点高程精度越高,因此只要多期影像间存在足够多的同名点观测值,则联合平差的加密精度完全能够满足摄影测量地形图测绘的生产需要。