光学卫星摄影无控定位精度分析

"全球连续覆盖"和"局部区域覆盖"是卫星摄影测量常用的两种摄影模式,两种模式应用目标和无控定位实现途径也各有特点。本文简要介绍了两种模式典型的卫星无控定位精度情况,阐述了光束法平差的关键技术,重点对前方交会和光束法平差无控定位精度进行试验分析。试验结果表明,姿态误差是影响无控定位精度的重要因素,影像分辨率对其影响较小。当外方位角元素误差大于0.5″时,即使影像分辨率为5m,光束法平差后,其无控定位精度也优于0.5m分辨率影像前方交会精度。     

北斗卫星伪距多路径系统偏差的修正方法及其对单频PPP的影响分析

北斗伪距观测值存在特有的多路径系统性偏差,偏差的数量级达到几个分米到米。该系统偏差可分为两类:一类是IGSO/MEO卫星随高度角变化的伪距系统性偏差;另一类是GEO卫星(高度角仅微小变化)明显的伪距系统性偏差。系统性的伪距偏差导致GEO卫星MP序列的标准偏差较大,本文针对GEO卫星伪距偏差问题提出了一种基于卡尔曼滤波的修正方法,修正后的GEO卫星MP序列的标准偏差下降了10%~16%。基于伪距相位组合的单频PPP技术的伪距权重较大,会受到北斗伪距偏差的影响,分析表明该系统性偏差将导致单频PPP定位结果高程方向产生约1m的偏差。对GEO伪距偏差采用提出的卡尔曼滤波修正方法进行修正,并应用Wanninger和Beer的高度角模型消除IGSO/MEO观测值伪距偏差,本文对修正后的单频精密单点定位精度进行了分析。4个multi-GNSS experiment(MGEX)站10d观测数据的分析结果表明:仅改正和卫星多路径误差,高程方向定位结果精度可改善65%左右;采用本文方法对GEO卫星的多路径修正后,该方向定位结果精度改善比例将进一步提高至75%左右。     

资源三号02星激光测高精度分析与验证

资源三号02星搭载了我国首台对地观测的卫星激光测高试验性载荷,对该载荷的精度进行了理论分析,并采用多个区域进行了实际精度验证,同时对其在航天测绘中的应用进行了试验。资源三号02星激光测高仪在平坦地区(坡度≤2°)的理论高程精度为0.85m、平面精度14.2m。试验表明,资源三号02星激光测高仪获得的有效测高数据约占23.89%,检校场区域其高程精度为0.89m,平面精度为14.76m;华北地区高精度DSM地形数据验证其高程精度为1.09m,内陆渤海海面上的激光高程精度为0.47m。将激光足印点作为高程控制点时,在陕西渭南试验区能将资源三号02星立体影像无地面控制的高程精度从11.54m提高到1.90m。虽然资源三号02星激光测高仪为试验性载荷,但试验结果证实国产卫星激光测高数据能有效提高立体影像无地面控制的高程精度,在全球测图工程中具有推广应用价值,建议后续立体测图卫星搭载业务化应用的激光测高仪。     

SAR图像不同油膜特征的最佳分割方法选择

SAR图像溢油分割是SAR溢油监测中一个重要环节。文中选取4种不同形状、尺寸和对比度的SAR油膜数据,分别采用双峰阈值分割法、最大熵分割法、区域生长法、分水岭算法、图割法、水平集方法等6种方法进行溢油信息提取,探讨适合于不同油膜特征的最佳提取方法。结合现有尺度分割标准,提出一种SAR图像溢油信息评价指数——有效分割指数(Effective Segmentation Index,ESI),对不同分割方法得到的溢油提取结果进行定量评价,得出了不同特征油膜所适合的最佳分割方法。     

基于方差分量估计的不同截止高度角下的组合单点定位

BDS/GPS/GLONASS组合系统定位时,由于系统间卫星测距精度的差异性,需要合理确定卫星间权比,Helmert方差分量估计常被用于确定不同类观测值间权比;而当观测值含有粗差时,Helmert方差分量估计定位结果容易被粗差污染或收敛失真,出现大的偏差。文中基于Helmert方差分量估计,引入等价权因子IGGIII函数,建立抗差Helmert方差分量估计权函数模型,对比分析其在低截止高度角10°、15°和20°下,在BDS/GPS/GLONASS组合系统定位中的应用及定位精度,并讨论分析在高截止高度角30°和40°下,组合系统和单系统BDS的定位精度。实验结果表明:当观测值无明显粗差时,Helmert方差分量估计和抗差分量估计的定位精度相当,略低于高度角权函数的定位结果,点位精度RMS优于2.5m;含粗差时,抗差解定位精度最高;当截止高度角为30°时,BDS单系统定位精度RMS优于5m,而组合系统RMS接近3m;为40°时,组合系统平面精度RMS优于2m,三维精度RMS优于6m,而单系统不能定位。     

3维成像微波高度计风速反演

随着航天技术的发展和新型微波载荷的发射(如3维成像高度计),越来越多的小入射角海洋观测雷达将投入运行,如何有效地利用这些小入射角的后向散射数据成为研究的热点课题。利用TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)的PR(Precipitation Radar)后向散射系数NRCS(Normalized Radar Cross Section)数据对小入射角情况下的海面风速反演方法和风速反演精度进行研究,并对风速反演性能进行统计分析。基于无雨条件下的PR海面后向散射数据,建立小入射角情况下的风速反演算法和经验的GMF模型。风速反演结果分别与浮标、ASCAT进行交叉比对。结果表明:反演风速的偏差小于0.28 m/s,标准差小于1.51 m/s;在中等风速条件下,反演风速的偏差和标准差均小于低风速条件和高风速条件;0°—8°入射角范围内的风速反演精度明显优于8°—12°入射角范围的风速反演精度。     

RTK和普通相机自主绝对定向的碎部测图方法

针对近景摄影测量影像立体测图中需要物方控制点并对其分布要求高,以及GPS RTK碎部测图无法解决GPS信号不佳处的测量问题,提出一种将GPS RTK和普通相机相结合的联合碎部测图技术。利用GPS RTK与近景相机相对位置关系及GPS RTK三维坐标来计算相机摄站坐标,降低了测量过程中获取拍摄中心位置信息的难度;利用相邻像对中GPS RTK标靶中心像点坐标,对相邻像对进行绝对定向,有效避免了测量过程中对控制点的依赖性。实验结果表明:该技术碎步点测量精度优于10cm,可用于GPS信号遮挡区域的城市大比例碎部测图,并较传统的碎部测图具有更高的效率,具有广阔应用前景。     

基于困难地区的无人机影像像控点布设研究

近几年来,GPS/INS组合的导航系统——POS系统已逐步成熟,并应用于无人机飞控系统,虽然POS精度不是很高,但是其实现了影像外方位元素的直接获取,并且摆脱了传统摄影测量对大量地面控制点的严重依赖,方便了影像像控点的布设。同时,为了使成果DOM精度达到项目要求,少量控制点的布设仍不可避免,为此,如何合理选取困难地区像控点布设方案成为工程项目中急需解决的问题。为了获取针对困难地区的像控点合理布设方案,本文基于甘肃陇南地区土地确权项目,通过对测区无人机影像采用不同的像控点布设方案进行空三平差处理,分析正射影像图的平面精度情况来选取适合当地的布设方案。实验结果表明,在满足生产精度的前提下,适当放宽国家规范的像控点布设要求的同时,给出困难地形的像控点布设方案,能极大提高像控点测量野外作业效率,并且可以在其他测区推广使用。     

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。     

锦州市南山公园1∶500比例尺航测成图项目的实践

通过锦州市南山公园1∶500比例尺航测成图项目的工作实践,系统地阐述了该项目的内容、方法、生产工艺和质量控制,对保证项目快速保质保量的顺利进行、保障数据成果的现势性具有重要意义,为修建南山公园工程的建设奠定了坚实的基础。