机载线阵CCD相机的POS系统误差自检校

从直接定向技术的原理出发,分析了POS系统误差产生的原因,在此基础上建立了补偿POS位置、姿态测量误差的数学模型,并通过POS辅助多线阵影像光束法平差实现了对POS系统误差的一步法检校。ADS40数据的实验结果表明,检校IMU偏心角不需要控制点参与。引入同架次、同航高检校场的标定结果改正POS数据之后,POS辅助直接定位的精度可达1像元左右,接近常规光束法平差的水平。     

POS数据的上下视差误差源检测及误差补偿回归模型

分析POS数据存在系统误差的主要原因,推导基于POS的立体像对相对定向模型,建立POS系统误差回归补偿模型。三个不同比例尺测区试验数据的结果表明：POS系统提供的外方位元素中角元素误差是引起模型上下视差的主要误差源;利用回归补偿模型对POS数据进行改正后模型上下视差明显减小;在无需区域网平差的情况下,直接通过相对定向消除POS系统误差,定位精度有较大提高,从而证明该补偿模型的正确性与可行性。     

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。     

立体坐标量测仪系统误差的测定与改正

本文探讨了立体坐标量测仪系统误差改正方法,及系统误差对观测值的影响。指出仪器准系统误差、归心安置定向误差是引起系统误差的主要原因。通过实验验证仿射变换改正公式对消除系统变形趋势有较好作用;同时高次多项式改正能提高更多的观测精度。利用最小二乘配置又可最后确定仪器的噪声影响,为评定仪器精度提供了依据。     

国产POS与国产相机集成检校精度分析

将国产POS与国产航空相机进行集成,针对集成系统的误差检校参数,对其有效性的判定方法进行理论分析和数据验证,证明国产POS与航空相机集成系统的系统误差参数精度是可靠的,并且也可以用POS系统得到的像片外方位元素结合直接定向方法进行1∶500的大比例尺成图.     

无人直升机面阵影像高精度对地定位

为提高无人机对地定位精度,必须对系统进行几何标定与补偿。首先进行了直接地理定位实验,检验系统在不经过任何标定时的直接地理定位精度;然后进行了自由网光束法平差实验,以验证无地面控制点时系统的定位精度;最后进行了POS辅助自检校光束法平差,对内方位元素变化、相机畸变、IMU安置角进行标定和补偿,并验证了系统误差补偿后的直接地理定位精度。实验结果表明,未经几何标定的无人直升机直接地理定位的精度可满足应急条件下测绘保障要求;少量地面控制点的辅助下定位精度远优于1∶500比例尺地形图测图的要求,可用于常规测绘生产;系统误差补偿后,直接地理定位精度有明显提升:平面精度提高46.37%,高程精度提高62.49%;系统误差标定和补偿方法正确、有效,无人直升机具有很好的测绘应用前景。     

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。     

IMU/DGPS系统辅助ADS40三线阵影像的区域网平差

推导了ADS40航带间外方位元素归一化处理的数学公式,设计了一种描述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了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。     

利用偏置矩阵提高天绘一号卫星影像定位精度

受卫星姿态、位置精度以及传感器安装误差的影响,卫星对地定位会不可避免地产生系统误差。将定位系统误差归结为偏置矩阵,并推导了基于共线方程的表达形式。针对天绘一号高分辨影像进行实验,结果表明,该系列影像利用辅助姿态轨道数据直接定位时,存在不容忽视的系统误差;采用少量地面控制点可以解算偏置矩阵,从而将定位精度提升一个数量级,同时偏置矩阵对一定时间内的其他影像也有纠正作用。     

基于自检校的机载线阵CCD传感器几何标定

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线阵CCD传感器几何标定中,以ADS40为对象,分析集成传感器成像几何关系,引入GPS观测值数学模型和IMU视轴偏心角模型,建立用于标定的自检校光束法区域网平差模型;在深入分析机载三线阵CCD传感器成像误差特性的基础上,建立有效的相机标定参数模型;并采用检校场ADS40数据进行了标定试验,结果表明几何标定方法可行有效,可显著提高测量精度和可靠性。     

一种鲁棒的RFM模型定位精度优化方法

针对传统有理函数模型(RFM)系统误差补偿方法局限于姿态角误差小、相机视场角小的情况,提出了一种鲁棒性更好的卫星影像定位精度优化方法。该方法首先通过影像附带的有理多项式系数(RPC)计算出像元视线向量,再根据视线向量恢复出成像时刻虚拟外方位元素;然后对恢复的虚拟外方位元素构建误差补偿模型;最后根据控制点信息求解出模型参数后更新RPC文件。该方法从系统误差产生的原因构建补偿模型,可以规避传统方法的近似假设和条件限制。采用仿真数据和真实数据进行试验的结果表明:当姿态角误差较小时,该方法可达到与传统方法相当的精度;当姿态角误差较大时,可达到比传统方法更高的精度。     

基于定标场的ADS40系统几何检校

分析了ADS40影像的几何特性和相机检校模型,设计了一套针对ADS40系统的检校方案,并基于地面检校场的实际数据进行了验证。实验结果表明,通过合理的检校,可以获得ADS40高精度的检校文件,提高摄影测量的精度,并降低对控制点的依赖性。     

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.     

基于水平传感器-光纤陀螺-全站仪组合的地籍测量新方法

针对全站仪测量技术存在作业周期长、劳动强度大和受观测环境影响严重等不足,本文将光纤陀螺寻北技术、倾角测量技术应用于地籍测量中,降低了地籍测量对控制点及水平度的依赖,有效地提高了测量效率,推导了全站仪在倾斜状态下界址点测量和定向的计算公式。结合全站仪可水平旋转180°的特点,给出了光纤陀螺安装误差自补偿的操作步骤;对影响定向精度的主要误差源进行仿真分析,结果表明:光纤陀螺精度与水平传感器精度对定向精度影响较大,在光纤陀螺精度为0.05°/h情况下,当倾角测量误差为1'时,定向误差为26.51″。     

轻小型无人机飞控测姿数据辅助测图精度分析

针对轻小型无人机系统难以集成重量、尺寸较大的定姿定位系统,造成高精度传感器定姿定位数据缺失的问题,该文研究了基于无人机飞控系统定姿定位数据辅助测图的方法,统计分析了飞控系统姿态测量精度以及基于姿态数据辅助的测图精度。YS09无人机飞控系统姿态测量误差较大,姿态中误差低于±3°,航向中误差低于±5°。在直接地理定向的情况下,姿态角影响水平和高程测图精度,其中对平面精度影响小于0.1 H,对高程精度影响小于0.3 H;偏航角影响平面测图精度,影响约为0.098 H。结果表明:基于飞控姿态数据辅助测图精度较低,难以满足大比例测图的精度需求,仅适用于应急条件下对精度要求较低的测图需求。     

机载POS系统对地定位方法初探

高精度定位定向系统(Position&;OrientationSystem,简称POS系统)能够获取机载传感器的空间位置和三轴姿态信息,从而定量化反演遥感信息获取过程,实现机载遥感直接对地定位(DirectGeoreferencing)。本文首先介绍POS与航空摄影系统的集成方法与工作原理;然后初步分析了POS系统的主要误差来源,在此基础上,研究了POS系统数据处理及误差控制方法;最后,结合河南安阳飞行试验数据的分析处理结果,进行了精度和可行性分析。     

联合平差中导航数据的系统误补差偿

本文首先提出了导航数据系统误差的补偿方法,然后用模拟数据和真试验区数据进行了大量的试验。试验结果表明,本文采用的系统误差补偿方法是正确的,有效的,它几乎能补偿摄站控制点上的所有误差(包括系统误差和偶然误差)。真试验区数据试验结果表明,与导航数据的联合平差,可以大量节省地面控制点,对于低精度摄影测量和难于建立地面控制网的荒陌地区来说,它是一种实用性强、经济效益高的好方法。     

ADS40机载数字传感器平差数学模型及其试验

ADS40是一种集成POS的新型高分辨率机载三线阵扫描数字传感器,飞行过程同步记录影像数据和POS数据。POS的精度不能满足高精度的制图应用,要获取更高精度、更高可靠性的定向数据,必须进行空中三角测量。从共线条件方程出发,结合线阵影像的成像特点,用两种方法推导并建立光束法平差的数学模型并给出试验结果。     

基于Level 0产品的ADS40正射影像快速生成

简单介绍了ADS40机载三线阵传感器的成像原理及其数据预处理技术,深入分析了ADS40影像定位的数学模型,提出一种快速确定成像扫描行的搜索算法,以此为基础设计出直接从ADS40 Level 0产品生成正射影像的快速校正流程。实验结果表明,本文的正射校正方法快速、有效,能满足预定比例尺正射影像的几何精度要求。     

利用有理函数模型的几何定位仿射变换方法

针对高分辨率遥感影像在应用严密成像模型处理时存在求解参数众多、数值解算精度不高的问题,该文提出了基于有理函数模型(RFM)对几何定位进行仿射变换的方法。首先采用高分辨率遥感影像基于有理函数模型系数进行无控制点直接定位;然后利用控制点变化趋势制定控制点布设方案,并选取最优控制方案进行仿射变换;最后基于像方仿射变换进行误差补偿,从而实现减小高分辨率遥感影像存在的系统误差。以IKONOS遥感数据进行几何定位实验,结果表明:本文方法可以有效地提高高分辨率遥感影像的几何定位精度。