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GPS在航空摄影测量中的应用
发布日期：2012-08-22发布：www.xzbu.com
摘要：GPS辅助航空摄影测量技术可以极大地减少地面控制点的数目，缩短成图周期，降低成本。本文浅析GPS在航空摄影测量中的应用。中国论文网http://www.xzbu.com/2/view-3388507.htm关键词：POS系统；航空摄影测量；应用Abstract:GPSsupplementalaerialphotogrammetrytechnologycangreatlyreducethegroundthenumberofcontrolpoints,shortenthemappingcycleandreducethecost.ThisarticleanalysesGPSinthemeasurementoftheaerialphotographyapplication.Keywords:POSsystem;Aerialphotographymeasurement;application中图分类号：J403文献标识码：A文章编号：基于GPS导航定位技术的航空摄影辅助空三测量技术，是利用GPS手段只需少量的地面控制点就能内业成图的一种新的测量方法。该技术可以极大地减少地面控制点的数目，缩短成图周期，降低成本。1常规空中的三角测量空中三角测量是航空摄影测量室内加密的典型方法。空中三角测量按加密区域分为单航带法和区域网法；按加密方法可分为航带模型法、独立模型法和光束法。以光束法为例，光束法以每张像片所建立的光线束为平差单元，所以像点的像空间直角坐标z，Y，-f为光束法空中三角测量的观测值。整体平差要求：①各投影光束中各同名光线相交于一点；②控制点的同名光线的交点应与地面点重合。共线条件方程：是光束法平差的理论基础。上式中x3，y3，z3，是摄站点在地面摄影测量坐标系G—XYZ中的坐标。x，y，z是加密点或地面控制点在G—XYZ坐标系的坐标。x，Y，-f是像点的像空间直角坐标。a1，a2，a3，b1，b2，b3，c1，C2，C3是三个外方位元素φ，ω，k的函数。像点坐标可以从像片上量测得到，因而从上式可知，光束法空中三角测量的待求值有两组，一组是每张像片的六个外方位元素(用t表示)，另一组是加密点的地面摄测坐标值(用x表示)。其误差方程形式如下：方程形式为：解求法方程式时，可消去一组未知数，解求另一组未知数。常规的方法是消去像片外方位元素这一组，直接解求加密点的地面坐标值。2GPS用于空中三角测量的可行性从以上三式中可以得知，方程中含有像片的六个外方位元素，GPS用于空中三角测量的实质在于利用机载GPS测定的天线相位中心位置间接地确定摄站坐标(亦即外方位直线元素)。GPS用于空中三角测量需要机载GPS天线相位中心位置达到什么样的精度呢?计算机模拟计算结果表明，GPS摄影机位置的坐标在区域网联合平差中十分有效，使具中等精度的GPS能满足航摄测图的规范要求(见下表)。上表所要求的GPS定位精度是完全可以达到的，而且由于GPS确定的每个摄站位置均相当于一个控制点，因而可以减少地面控制至最低限度，直至完全取消地面控制。由于摄站坐标的加入，大大增强了图形强度，使空中三角测量加密的精度有所提高。3应用实例及结果分析3.1工程基本情况某航测工程有9个架次的飞行，测区面积约为28.2km2。采用运-5型飞机作为航摄飞行平台，航摄仪采取双拼相机的方式以获取更大的单幅影像覆盖面积，航摄仪上安置了一台Trimble5700型GPS接收机，用来记录相机曝光时刻的时间，同时还安装有电动数字罗盘用来控制飞行旋偏角。地面布设了一个GPS基准站（点号为jz01），其坐标由某测绘局提供，飞行轨迹以及基准站位置情况见图1所示，飞行剖面图见图2。整个飞行作业从早上8点20分开始至中午12点20结束，其中纯飞行时段从8点55分开始至中午12点结束，共计进行3h。分别按照1∶1000和1∶2000摄影比例尺进行了飞行，其中1∶1000飞行10条航线，1∶2000飞行了4条航线，航向重叠度约为65%，旁向重叠度约为35%。飞行期间，单台相机共曝光578次。地面基站GPS提前开机近半小时进行初始化，机载GPS在起飞前10min开始观测，数据采样率为0.2s，共计观测约3h，从图3中可以看出飞行过程中有少部分卫星出现了中断比较严重现象，比如1、6、25、29号卫星，大部分时段还是有相当数量的卫星可用，因而GPS数据的整体质量不错。从图4可以看出整个飞行阶段卫星的DOP值都小于4，而且绝大部分飞行时段卫星的DOP值都在3以下，最大值为3.8，这说明观测期间卫星的几何图形强度相对不错。3.2航测内业处理流程内业具体处理流程为：①原始影像航摄漏洞检查（主要检查航摄空白区用以判断是否进行航摄补拍）；