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航空攝影測(cè)量范文第1篇

關(guān)鍵詞：航空攝影測(cè)量；地籍測(cè)量

地籍測(cè)量包括權(quán)屬調(diào)查和權(quán)屬測(cè)量，是土地管理工作的重要基礎(chǔ)。它是以地籍調(diào)查為依據(jù)，以測(cè)量技術(shù)為手段，從控制到碎部，精確測(cè)出各類土地的位置與大小、境界、權(quán)屬界址點(diǎn)的坐標(biāo)與宗地面積以及地籍圖，以滿足土地管理部門以及其它國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)部門的需要。

1 地籍測(cè)量的含義及作用

1.1 地籍的含義

由政府監(jiān)管，記載土地的位置、界址、數(shù)量、質(zhì)量、權(quán)屬和用途（地類）等基本狀況的簿冊(cè)稱之為地籍。地籍按發(fā)展階段有稅收地籍，產(chǎn)權(quán)地籍和多用途地籍；根據(jù)特點(diǎn)和任務(wù)，地籍又可分為初始地籍和日常地籍，而按其特點(diǎn)可分為城鎮(zhèn)地籍和農(nóng)村地籍。

1.2 地籍測(cè)量的作用

地籍測(cè)量是為獲取和表達(dá)地籍信息所進(jìn)行的測(cè)繪工作，是地籍調(diào)查中依法認(rèn)定權(quán)屬界地址和利用現(xiàn)狀的技術(shù)手段，是地籍檔案建立的信息基礎(chǔ)。地籍測(cè)量應(yīng)盡可能滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)多方面的需要為原則，除能為地籍管理和土地稅收提供測(cè)量保障外，還必須為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)各有關(guān)部門提供信息，提供服務(wù)。

2 地籍測(cè)量的技術(shù)路線

2.1 采用權(quán)屬調(diào)查、土地利用現(xiàn)狀調(diào)查與野外全解析數(shù)字地籍測(cè)量一步到位工作模式，同一地塊調(diào)查和測(cè)量工作由同一小組完成，大幅度減少工序銜接問(wèn)題。

2.2 采用國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的商業(yè)化測(cè)圖系統(tǒng)軟件CASS 5.1和自主開(kāi)發(fā)測(cè)量軟件相結(jié)合，在提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量的同時(shí)，提升調(diào)查成果的科技含量。

2.3 采用統(tǒng)一提供的軟件將地籍調(diào)查成果全部錄入計(jì)算機(jī)，地籍測(cè)量數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一規(guī)定格式加工處理，為建立地籍信息管理系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

2.4 采用“套作”技術(shù)，即將權(quán)屬調(diào)查、土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、數(shù)字化地籍測(cè)量、資料建庫(kù)、數(shù)據(jù)加工等工序在時(shí)間上作一定的穿插作業(yè)，在保證質(zhì)量的前提下，提高工作效率。

2.5 為確保工程實(shí)施進(jìn)度和成果質(zhì)量總體達(dá)到優(yōu)級(jí)，采用ISO9001質(zhì)量保證體系實(shí)施調(diào)查和測(cè)量工作。

3 地籍測(cè)量的主要內(nèi)容

地籍測(cè)量主要包括以下內(nèi)容：

界標(biāo)物：作為界標(biāo)物的各類地物必須測(cè)量。

建筑物：永久性房屋應(yīng)逐幢測(cè)量，臨時(shí)性房屋不測(cè)量，房屋等建筑物按墻基角測(cè)量，圍墻，柵欄，欄桿應(yīng)測(cè)量，陽(yáng)臺(tái)雨逢下有支柱應(yīng)測(cè)量，全封閉的陽(yáng)臺(tái)按房屋測(cè)量，與權(quán)屬界線無(wú)關(guān)的懸空陽(yáng)臺(tái)不測(cè)量，室外樓梯與房屋相連的通道應(yīng)測(cè)量，建筑物的細(xì)部如墻外磚柱，裝飾性的門柱應(yīng)測(cè)量，露天設(shè)備等不測(cè)量，住宅小區(qū)內(nèi)每幢有院的分戶墻，凡與權(quán)屬無(wú)關(guān)的不測(cè)量，居民院內(nèi)違章搭建的房屋其高度未超過(guò)圍墻的不測(cè)量。道路：街道和有正規(guī)鋪裝面的內(nèi)部道路應(yīng)按“規(guī)范”要求測(cè)量；公路以路肩線測(cè)量；街道以路涯線測(cè)量，建筑區(qū)內(nèi)道路有明顯界線的以路測(cè)線測(cè)量，無(wú)明顯界線的以兩旁宗地界址線為主；路旁的行樹(shù)檢修井、里程碑，指標(biāo)牌等可舍去；道路上的橋梁，涵洞，隧道要測(cè)量；應(yīng)注記路，街巷名。宗地內(nèi)部道路只測(cè)量主干線，郊區(qū)道路如有界線，則必須在圖上標(biāo)明，路肩線也必須測(cè)量。

植被：較大面積綠化在（10m2以上），街心花園，城鄉(xiāng)結(jié)合部的農(nóng)田，菜地，園地，河灘等按分類含義繪出地類界，配置少量植被符號(hào)或注記說(shuō)明。

4 將航空攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于地籍測(cè)量的基本方法

4.1 控制測(cè)量

地籍控制測(cè)量是根據(jù)界址點(diǎn)和地籍圖的精度要求，視測(cè)區(qū)范圍的大小，測(cè)區(qū)內(nèi)現(xiàn)存控制點(diǎn)數(shù)量和等級(jí)情況，按測(cè)量的基本原則和精度要求，進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，選點(diǎn)，埋石，野外觀測(cè)，數(shù)據(jù)處理等測(cè)量工作。利用航空攝影測(cè)量技術(shù)布測(cè)城鎮(zhèn)地籍基本控制網(wǎng)。在一些大城市中，一般已經(jīng)建立城市控制網(wǎng)，并且已經(jīng)在此控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上做了大量的測(cè)繪工作。但是，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，已有控制網(wǎng)的控制范圍已不能滿足要求，有些控制點(diǎn)被破壞，為此，迫切需要應(yīng)用航空攝影測(cè)量技術(shù)來(lái)加強(qiáng)和改造已有的控制網(wǎng)作為地籍控制網(wǎng)。

4.2 界址點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)量

在界址點(diǎn)和地物點(diǎn)測(cè)定前，傳統(tǒng)的方法在首級(jí)控制網(wǎng)下加密一、二級(jí)導(dǎo)線和圖根導(dǎo)線，隨著航空攝影測(cè)量技術(shù)的普及，用航空攝影測(cè)量技術(shù)快速靜態(tài)模式布設(shè)導(dǎo)線，是一種高效率地選擇。在變更地籍測(cè)量時(shí)，當(dāng)原有已知點(diǎn)破壞較多時(shí)，也可選擇航空攝影測(cè)量技術(shù)快速靜態(tài)模式加密導(dǎo)線，但應(yīng)注意的是觀測(cè)時(shí)間應(yīng)大于15分鐘。布網(wǎng)時(shí)要有足夠的起算點(diǎn)，起算點(diǎn)分布要均勻?，F(xiàn)在界址點(diǎn)解析法測(cè)量方法主要是全站儀極坐標(biāo)法和GPS-RTK法。采用GPS-RTK方法時(shí)，由于每個(gè)界點(diǎn)測(cè)量都是孤立的，沒(méi)有檢核條件，建議每個(gè)界址點(diǎn)需認(rèn)真測(cè)定二次。

4.3 地籍碎部測(cè)量的極坐標(biāo)法

在控制點(diǎn)A上架設(shè)儀器，并以控制點(diǎn)A和點(diǎn)B定向，由于全站儀的廣泛應(yīng)用，該法已成為目前獲取地籍要素的主要方法，通過(guò)直接將每個(gè)碎部點(diǎn)的高度角，水平角和斜距自動(dòng)記錄在電子手簿或掌上電腦上，直接解算界址點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

4.4 攝影測(cè)量法

攝影測(cè)量法也稱航空攝影測(cè)量法，是一種利用被攝物體影像來(lái)重建物體空間位置和三維形狀的技術(shù)，主要采用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的方法求得界址點(diǎn)坐標(biāo)。當(dāng)界址點(diǎn)的數(shù)目很多，地面通視不良的情形下，采有高精度的攝影測(cè)量方法是經(jīng)濟(jì)有效的，對(duì)于采用其它方法施測(cè)界址點(diǎn)坐標(biāo)，而用航測(cè)法繪制地籍圖，更是我國(guó)當(dāng)前城鎮(zhèn)地籍測(cè)量的主要方法之一。■

參考文獻(xiàn)

[1]鄒巖.地籍測(cè)量的技術(shù)與方法[J].中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)，2011，（2）.

[2]本刊編輯部.什么是地籍調(diào)查和地籍測(cè)量？[J].青海國(guó)土經(jīng)略，2010，（4）.

航空攝影測(cè)量范文第2篇

關(guān)鍵詞：航空攝影測(cè)量；影像定向；全球定位系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：P258 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，時(shí)代的進(jìn)步推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在當(dāng)前空間定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和傳感技術(shù)的飛速發(fā)展時(shí)代，使得航空攝影測(cè)量幾何定位方法實(shí)現(xiàn)了超前的進(jìn)展，并且即將實(shí)現(xiàn)脫離地面控制的高水準(zhǔn)。下面筆者就和大家一起探討一下航空攝影測(cè)量影像定向技術(shù)。

1.航空攝影測(cè)量影像定向技術(shù)的發(fā)展

在當(dāng)今這個(gè)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量時(shí)代，人們是以3S技術(shù)為主要手段、以4D產(chǎn)品(DEM、DOM、DLG、DRG)生產(chǎn)為終極目標(biāo)的。如何充分發(fā)揮當(dāng)代航空攝影測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行4D產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)并對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施快速更新需要我們不斷的努力探索。

航空攝影是在飛機(jī)上安裝航空攝影儀，對(duì)地面進(jìn)行垂直攝影，獲取航攝像片或數(shù)字影像。航空攝影測(cè)量是利用航攝像片測(cè)制地形圖的一種方法，與白紙測(cè)圖相比，它不僅可使絕大部分外業(yè)測(cè)量工作在室內(nèi)完成，還具有成圖速度快、精度均勻、成本低、不受氣候季節(jié)限制等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)家測(cè)繪部門一般采用航空攝影測(cè)量方法測(cè)制1：1萬(wàn)~1：10萬(wàn)中比例尺地形圖，工程部門也用它來(lái)測(cè)制1：500~1：5000大比例尺地形圖。

2.我國(guó)航空攝影測(cè)量影像定向技術(shù)的現(xiàn)狀

目前，航空攝影測(cè)量主要有常規(guī)航空攝影測(cè)量、GPS航空攝影測(cè)量、DGPS/IMU航空攝影測(cè)量3種模式。航空影像的獲取和影像定向方法的不同是這三種測(cè)量技術(shù)最主要的區(qū)別。航空攝影測(cè)量影像定向技術(shù)是借助大量地面控制點(diǎn)加密技術(shù)獲取模型定向點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

通過(guò)GDPS/IMU來(lái)直接測(cè)定傳感器的六個(gè)外方位元素，能夠讓客戶認(rèn)為價(jià)格是合適的。直接地面參考技術(shù)即GDPS/IMU能夠?qū)鞲衅鲾?shù)據(jù)或目標(biāo)數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化到一個(gè)本地或者全球的坐標(biāo)系統(tǒng)，從而能夠進(jìn)行下一步的處理。將GDPS/IMU數(shù)據(jù)作為輔助信息用于對(duì)比小、沒(méi)有明顯特征的地區(qū)的空中三角測(cè)量的作業(yè)是很有用處的，但是直接用校正過(guò)的定向參數(shù)而不進(jìn)行整體的空中三角測(cè)量，所能達(dá)到的地面精度，主要依賴行高度。對(duì)于幾何模型考慮的比較簡(jiǎn)單，導(dǎo)致即使區(qū)域網(wǎng)結(jié)構(gòu)十分完美且檢校場(chǎng)及GDPS/IMU數(shù)據(jù)聯(lián)合處理準(zhǔn)確無(wú)誤，直接地面參考所能達(dá)到的精度仍然難以滿足大比例尺測(cè)圖的需要。而基于DEM和DOM的航空攝影測(cè)量直接解具有地學(xué)編碼、信息翔實(shí)等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠輕易實(shí)現(xiàn)快速更新和實(shí)現(xiàn)變化檢測(cè)的自動(dòng)化與半自動(dòng)化。

基于已知定向參數(shù)影像的航空攝影側(cè)量直接解則需要滿足一些要求。首先，必須能夠從數(shù)據(jù)庫(kù)中得到原有影像及它們的定向參數(shù)值；其次，影像的重疊度和約束點(diǎn)的分布必須滿足穩(wěn)定的幾何構(gòu)造，以保證達(dá)到較高的精度；并且新舊影像在內(nèi)容上必須有相關(guān)性，這樣我們才能提取同名點(diǎn)。

3.航空攝影測(cè)量影像定向作業(yè)的要求及實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)代的航空攝影測(cè)量在作業(yè)上一般在航空攝影、地面控制和內(nèi)業(yè)測(cè)繪上有一定的要求。在采用GPS航空攝影測(cè)量時(shí)一般會(huì)將動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)與航攝儀固聯(lián)以提高影像獲取的質(zhì)量。

一般在采用DGPS/IMU航空攝影測(cè)量時(shí)，都會(huì)在航攝儀上安裝POS系統(tǒng)。根據(jù)不同的情況要選擇不同的地面控制方案，以獲得最佳的加密點(diǎn)坐標(biāo)和像片外方位元素。內(nèi)業(yè)測(cè)繪采用影像匹配技術(shù)識(shí)別同名像點(diǎn)，以完成地形和地物的自動(dòng)測(cè)繪現(xiàn)行的4D產(chǎn)品生產(chǎn)中，一般按照單片內(nèi)定向y像對(duì)相對(duì)定向y單模型絕對(duì)定向y立體模型測(cè)繪的流程進(jìn)行作業(yè)，僅僅是在DGPS/IMU航空攝影測(cè)量之直接對(duì)地目標(biāo)定位方法中探討如何利用POS系統(tǒng)獲取的影像定向參數(shù)進(jìn)行模型恢復(fù)的有關(guān)理論和方法。

攝影測(cè)量加密和直接對(duì)地目標(biāo)定位是航空攝影測(cè)量幾何定位的兩種方式。攝影測(cè)量加密的含義是將獲得到的影像坐標(biāo)和地面的控制點(diǎn)或者是影像的外方位元素作為帶權(quán)觀測(cè)值進(jìn)行整體光束法區(qū)域網(wǎng)平差，從而獲取影像的定向參數(shù)和目標(biāo)點(diǎn)的空間坐標(biāo)，這樣可以對(duì)立體模型測(cè)圖提供目標(biāo)定位定向的控制點(diǎn)和高精度的對(duì)地目標(biāo)定位。

直接對(duì)地目標(biāo)定位是在獲得高精度影像外方位元素的前提下，利用立體像對(duì)上同名像點(diǎn)的像平面坐標(biāo)按照空間前方交會(huì)理論計(jì)算出相應(yīng)地面點(diǎn)的物方空間坐標(biāo)，以直接確定物點(diǎn)的空間位置，從而實(shí)現(xiàn)4D產(chǎn)品的生產(chǎn)。現(xiàn)行的4D產(chǎn)品生產(chǎn)都是利用攝影測(cè)量區(qū)域網(wǎng)平差所獲得的加密點(diǎn)作為模型定向點(diǎn)用的，不會(huì)直接使用影像外方位元素來(lái)恢復(fù)立體模型。所以，現(xiàn)行規(guī)范中并沒(méi)有規(guī)定影像外方位元素的精度。一般說(shuō)來(lái)，只要加密時(shí)在單個(gè)模型上量測(cè)了足夠多的加密點(diǎn)，且加密點(diǎn)精度符合限差要求，據(jù)其進(jìn)行單個(gè)模型的絕對(duì)定向就能建立可量測(cè)的幾何模型，進(jìn)而可提取符合要求的三維空間信息。利用現(xiàn)行攝影測(cè)量加密方法獲取的影像外方位元素進(jìn)行直接對(duì)地目標(biāo)定位完全可以滿足測(cè)繪地形碎部點(diǎn)的精度要求。

4.航空攝影測(cè)量影像使用的前景

對(duì)于同一地區(qū)利用已知定向參數(shù)的影像進(jìn)行新影像的定向的理論和方法，通過(guò)模擬和實(shí)際試驗(yàn)證實(shí)了方法可行性，純粹利用兩期影像進(jìn)行聯(lián)合光束法區(qū)域網(wǎng)平差所確定地面點(diǎn)的精度可滿足規(guī)范要求，可真正實(shí)現(xiàn)無(wú)需地面控制點(diǎn)的航空攝影測(cè)量作業(yè)，這對(duì)于減少攝影測(cè)量外業(yè)控制測(cè)量、地形圖修測(cè)、地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)快速更新、多時(shí)相遙感影像的自動(dòng)變化檢測(cè)等具有十分重要的意義。符合規(guī)范精度要求的攝影測(cè)量加密方法獲取的影像外方位元素可以直接用于影像的定向以構(gòu)建立體模型進(jìn)行4D產(chǎn)品的生產(chǎn)，而由POS系統(tǒng)提供的影像外方位元素帶有較大的誤差，目前還難以直接用于攝影測(cè)量中提取三維空間信息。當(dāng)前數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量時(shí)代可以讓 3種攝影測(cè)量模式共同存在，航攝影像的定向手段也變得豐富多彩，從而使得攝影測(cè)量作業(yè)也越來(lái)越輕松。

結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前常規(guī)攝影測(cè)量的加密技術(shù)比較成熟，也得到了普遍的應(yīng)用，而GPS輔助空中三角測(cè)量則比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，POS直接傳感器定向技術(shù)也越來(lái)越成熟。就基礎(chǔ)地理信息的獲取而言，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的情況采取不同的技術(shù)方案，才能夠減少消耗以獲得最大的利潤(rùn)。常規(guī)攝影測(cè)量方法在交通便利、地勢(shì)平坦地區(qū)的大比例尺地形測(cè)圖中應(yīng)該要重點(diǎn)的進(jìn)行使用。而無(wú)地面控制GPS航空攝影測(cè)量技術(shù)則可以在困難地區(qū)、無(wú)圖區(qū)或者人員不能通達(dá)地區(qū)普及使用以獲得基礎(chǔ)地理信息。POS航空攝影測(cè)量方法則可以在正射影像圖制作、小范圍的4D產(chǎn)品更新等應(yīng)用中進(jìn)行使用，而且在城市大比例尺測(cè)圖和一些具有比較高水平的科研項(xiàng)目上，POS系統(tǒng)的應(yīng)用前景是相當(dāng)可觀的。為了能夠經(jīng)濟(jì)、快速的獲取地球空間信息，應(yīng)盡快完善POS系統(tǒng)與其他傳感器的集成技術(shù)，不斷的進(jìn)行探索研究，從而達(dá)成理想的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]袁修孝.POS數(shù)據(jù)用于立體模型恢復(fù)時(shí)的上下視差分析[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版).2007(10)

[2]明洋.機(jī)載POS系統(tǒng)視準(zhǔn)軸誤差檢校[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào).2006(12)

[3]謝酬.基于已知定向參數(shù)影像的光束法區(qū)域網(wǎng)平差[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版).2005(11)

航空攝影測(cè)量范文第3篇

關(guān)鍵詞：航空攝影測(cè)量；影像定向；全球定位系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：P228文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

由于社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的迅速進(jìn)步?，F(xiàn)在的空間定位技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息技以及傳感技術(shù)的快速進(jìn)步，可以使航空攝影測(cè)量的定位途徑達(dá)到了超速的發(fā)展，同時(shí)快要達(dá)到地面控制的比較高的水平。在這篇文章中就和相關(guān)人共同分析分析航空攝影測(cè)量的影像定向技術(shù)。

一、航空攝影測(cè)量影像定向技術(shù)的發(fā)展

在目前的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的時(shí)代，大家是按照3S技術(shù)作為關(guān)鍵的方式、采用4D產(chǎn)品的生產(chǎn)作為最終的目的。怎樣足夠發(fā)揮現(xiàn)在的航空攝影測(cè)量技術(shù)的的特點(diǎn)實(shí)施4D產(chǎn)品的規(guī)模化生產(chǎn)同時(shí)針對(duì)有關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行短時(shí)間的發(fā)展，這仍然需要我們一直以來(lái)的研究探索

二、我國(guó)航空攝影測(cè)量影像定向技術(shù)的現(xiàn)狀

現(xiàn)在，航空攝影測(cè)量重點(diǎn)涉及的是常規(guī)的航空攝影測(cè)量、GPS航空攝影測(cè)量、DGPS/IMU航空攝影測(cè)量這集中方法。航空影像的得到以及影像定向途徑的區(qū)別是這幾種測(cè)量技術(shù)的比較明顯的不同。航空攝影測(cè)量影像定向技術(shù)是通過(guò)非常多的地面方位進(jìn)行相應(yīng)的加密技術(shù)得到模型目標(biāo)位置來(lái)達(dá)成的。經(jīng)由GDPS/IMU來(lái)進(jìn)行測(cè)量傳感器的多個(gè)方位的元素,可以使客戶知道價(jià)格是比較合理的。地面的參考技術(shù)說(shuō)的是GDPS/IMU可以把傳感器數(shù)據(jù)以及目標(biāo)數(shù)據(jù)變成為一個(gè)當(dāng)?shù)鼗蛘呷虻淖鴺?biāo)系統(tǒng),進(jìn)一步實(shí)施接下來(lái)的措施。把GDPS/IMU數(shù)據(jù)當(dāng)成輔助信息來(lái)進(jìn)行對(duì)比、特點(diǎn)比較的地區(qū)的空中三角測(cè)量的工作是的作用是非常大的，然而直接使用改變過(guò)的定向參數(shù)而實(shí)施全部的空中三角測(cè)量,可以實(shí)現(xiàn)需要的地面精度,關(guān)鍵按照的是飛行的高度。針對(duì)模型分析的非常簡(jiǎn)單,造成區(qū)域網(wǎng)結(jié)構(gòu)非常完善同時(shí)檢校場(chǎng)和GDPS/IMU數(shù)據(jù)結(jié)合解決不出差錯(cuò),按照地面參考可以實(shí)現(xiàn)的精度還是不能實(shí)現(xiàn)大比例尺測(cè)圖的標(biāo)準(zhǔn)。但是在DEM以及DOM的航空攝影測(cè)量的基礎(chǔ)上，可以用戶有地學(xué)編碼、信息翔實(shí)等好處，同時(shí)可以達(dá)成快速變化以及達(dá)到更新檢測(cè)的自動(dòng)化和半自動(dòng)化。在知道了定向參數(shù)影像的航空攝影側(cè)量的基礎(chǔ)上，進(jìn)行解就可以實(shí)現(xiàn)最初的目標(biāo)和要求。第一，應(yīng)該可以從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得本來(lái)的影像和它們的定向參數(shù)值；第二，影像的重疊度以及約束點(diǎn)的布局應(yīng)該達(dá)到穩(wěn)定的構(gòu)造,用來(lái)確保實(shí)現(xiàn)比較高的精度；同時(shí)新舊影像在具體上應(yīng)該具有關(guān)聯(lián)性,在此基礎(chǔ)上大家就可以提取同名點(diǎn)。

三、航空攝影測(cè)量影像定向作業(yè)的要求及實(shí)驗(yàn)

目前的航空攝影測(cè)量在工作上通常是航空攝影、地面控制以及內(nèi)業(yè)測(cè)繪上有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。在選擇GPS航空攝影測(cè)量的時(shí)候通常會(huì)把動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)和航攝儀固聯(lián)以促進(jìn)影像得到的質(zhì)量。通常在新選擇DGPS/IMU航空攝影測(cè)量的時(shí)候,大部分需要在航攝儀上安裝POS系統(tǒng)。按照相應(yīng)的狀況要采取相應(yīng)的地面控制措施，最終得到比較好的加密點(diǎn)坐標(biāo)以及像片外方位的因素。行業(yè)中測(cè)繪選擇影像匹配技術(shù)辨別同名像點(diǎn),將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)地形以及地物的自動(dòng)測(cè)繪現(xiàn)行的4D產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程,通常根據(jù)單片內(nèi)定向y像對(duì)有關(guān)定向y單模型絕對(duì)定向y立體模型測(cè)繪的工序?qū)嵤┎僮?只是在DGPS/IMU航空攝影測(cè)量的時(shí)候，可以對(duì)地目標(biāo)的定位途徑中，分析怎樣通過(guò)POS系統(tǒng)得到的影像定向參數(shù)實(shí)施模型恢復(fù)的具體理論以及途徑。航空攝影測(cè)量定位有攝影測(cè)量加密以及進(jìn)行對(duì)地目標(biāo)定位兩種途徑。還有，攝影測(cè)量加密是把得到的影像坐標(biāo)和地面控制點(diǎn)以及/或影像的外方位因子，當(dāng)成帶權(quán)觀測(cè)值實(shí)施整體光束法區(qū)域網(wǎng)平差,用來(lái)獲得影像的定向參數(shù)以及目標(biāo)點(diǎn)的空間坐標(biāo),關(guān)鍵是為立體模型測(cè)圖提出定向控制點(diǎn)以及實(shí)施高精度的對(duì)地目標(biāo)的定位。目前航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范有著不一致的比例尺、異樣的類別地形的攝影測(cè)量加密有著相應(yīng)的加密途徑、地面控制途徑,同時(shí)關(guān)于加密點(diǎn)精度規(guī)定了定量的指標(biāo),已經(jīng)當(dāng)成一種非常好的技術(shù)被普遍的應(yīng)用。直接對(duì)地目標(biāo)定位是在實(shí)現(xiàn)高精度影像外方位元素的條件下,選擇立體像對(duì)上同名像點(diǎn)的像平面坐標(biāo)根據(jù)空間前方交會(huì)理論，分析出有關(guān)的地面點(diǎn)的物體方空間坐標(biāo)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)定位物體的空間位置，進(jìn)一步達(dá)成4D產(chǎn)品的生產(chǎn)。目前的4D產(chǎn)品生產(chǎn)一般選擇攝影測(cè)量區(qū)域網(wǎng)平差得到的加密點(diǎn)當(dāng)成模型定向點(diǎn)來(lái)進(jìn)行使用，一般不選擇影像外方位元素來(lái)進(jìn)行立體模型的回復(fù)。因此，現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)中也不會(huì)標(biāo)出影像外方位元素的精度。總而言之，僅僅加密的時(shí)候在不同的模型上量測(cè)了充分多的加密點(diǎn),同時(shí)加密點(diǎn)精度符達(dá)到限差的標(biāo)準(zhǔn)，按照他來(lái)實(shí)施不同模型的絕對(duì)定向可以進(jìn)行可量測(cè)的模型,就能夠提取達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的三維空間的信息。選擇目前的攝影測(cè)量加密途徑得到的影像外方位元素實(shí)施對(duì)地目標(biāo)定位整體能夠達(dá)到測(cè)繪地形碎部點(diǎn)的精度標(biāo)準(zhǔn)。

四、總結(jié)

針對(duì)同一地區(qū)選擇己知定向參數(shù)的影像實(shí)施新影像的定向的理論以及措施,采取模擬以及實(shí)具體試驗(yàn)驗(yàn)證了方法的可行性,僅僅是選擇不同影像實(shí)施聯(lián)合光束法區(qū)域網(wǎng)平差所明確地面點(diǎn)的精度能夠達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),能夠真徹底達(dá)到不需要地面控制點(diǎn)的航空攝影測(cè)量工作，這可以降低攝影測(cè)量作業(yè)控制的測(cè)量、地形圖的測(cè)量、地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的短時(shí)間內(nèi)變化、相遙感影像的自動(dòng)跟校內(nèi)檢測(cè)等有著非常重大的意義。達(dá)到精度標(biāo)準(zhǔn)的攝影測(cè)量加密途徑得到的影像外方位元素能夠使用在影像的定向和構(gòu)建立體模型，實(shí)施4D產(chǎn)品的生產(chǎn),然后根據(jù)POS系統(tǒng)提供的影像外方位元素來(lái)進(jìn)行誤差的控制。現(xiàn)在還是不能直接在攝影測(cè)量中收集三維空間信息的時(shí)候使用?，F(xiàn)在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量時(shí)代能夠把 3種攝影測(cè)量模式結(jié)合起來(lái)使用，航攝影像的定向的方法也是非常多的，進(jìn)一步使攝影測(cè)量工作變得越來(lái)越容易。經(jīng)過(guò)這篇文章的分析，大家能夠總結(jié)出這樣的結(jié)果：一般攝影測(cè)量加密技術(shù)非常完善，應(yīng)用的也非常普遍，GPS輔助空中三角測(cè)量是非常的經(jīng)濟(jì)優(yōu)惠，POS直接傳感器定向技術(shù)變得越來(lái)越完善。針對(duì)基礎(chǔ)地理信息的收集來(lái)說(shuō)，大家需要根據(jù)具體的狀況選擇具體的技術(shù)措施，才可以降低消耗以得到更多的利潤(rùn)。一般攝影測(cè)量途徑在交通比較好、地勢(shì)比較好地區(qū)的大比例尺地形測(cè)圖中需要大面積的實(shí)施。但無(wú)地面控制GPS航空攝影測(cè)量技術(shù)就能夠在邊緣我的地區(qū)進(jìn)行使用、無(wú)圖區(qū)以及人員不方便總代走動(dòng)的地區(qū)一般可以得到基礎(chǔ)地理信息。POS航空攝影測(cè)量途徑就能夠在正射影像圖制作、小規(guī)模的4D產(chǎn)品變化等中實(shí)施，同時(shí)在城市大比例尺測(cè)圖以及一些水平比較高的科研問(wèn)題方面，POS系統(tǒng)的應(yīng)用的前景是非常好的。為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、快速的收集地球的空間信息，大家需要盡力改善POS系統(tǒng)和其他傳感器的相關(guān)技術(shù)，不斷的實(shí)施分析討論，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)理想的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

航空攝影測(cè)量范文第4篇

關(guān)鍵詞：航空攝影測(cè)量；新技術(shù)；DMC；LIDAR

中圖分類號(hào)：X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

攝影測(cè)量指的是通過(guò)影像研究信息的獲取、處理、提取和成果表達(dá)的一門信息科學(xué)。它的主要任務(wù)是用于測(cè)繪各種比例尺的地形圖、建立數(shù)字地面模型，為各種地理信息系統(tǒng)和土地信息系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。自20世紀(jì)80年代，航空攝影測(cè)量技術(shù)陸續(xù)應(yīng)用于我國(guó)各個(gè)大城市測(cè)繪城市大比例尺地形圖。伴隨生產(chǎn)的不斷發(fā)展，各航測(cè)機(jī)構(gòu)都開(kāi)始增添航空攝影測(cè)量業(yè)務(wù)，在我國(guó)個(gè)城市測(cè)繪單位中，大比例尺航測(cè)成圖技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。

一、數(shù)字航空攝影測(cè)量的最新進(jìn)展與應(yīng)用領(lǐng)域

從本世紀(jì)初數(shù)字航空相機(jī)問(wèn)世開(kāi)始，ADS40、DMC、UCD、SWDC等航空攝影儀相繼出現(xiàn)，近些年，GPS技術(shù)、慣導(dǎo)技術(shù)、數(shù)碼掃描、激光掃描、雷達(dá)等高精端技術(shù)跟航空攝影聯(lián)系緊密，產(chǎn)生了很多新的航空攝影技術(shù)，比如GPS輔助航空攝影技術(shù)、IMLJ（POS）/DGPS輔助航空攝影技術(shù)、運(yùn)用高解像率的CCD陣列將膠片替換，獲取地面的地物地貌光譜數(shù)字信息的數(shù)字航攝儀、SAR合成孔徑雷達(dá)成像系統(tǒng)、LIDAR激光測(cè)高掃描系統(tǒng)等，都在很大程度上促進(jìn)了數(shù)字航空攝影測(cè)量的良性發(fā)展。

二、數(shù)字航攝儀DMC

數(shù)字航攝儀(DigitalMappingCamera)簡(jiǎn)稱DMC，是用于高精度、高分辨率航空攝影測(cè)量的數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)（如圖1）?；谔娲z片相機(jī)的設(shè)計(jì)思想，DMC具有歷史意義的技術(shù)突破。DMC數(shù)字航空相機(jī)由8個(gè)內(nèi)部傳感器組成：4個(gè)全色傳感器與4個(gè)多波段傳感器。4個(gè)多波段傳感器一個(gè)捕獲紅色數(shù)據(jù)，一個(gè)捕獲藍(lán)色數(shù)據(jù)，一個(gè)捕獲綠色數(shù)據(jù)，一個(gè)捕獲近紅外數(shù)據(jù)。4個(gè)全色傳感器每個(gè)捕獲一個(gè)影像的某個(gè)特定區(qū)域，區(qū)域之間有少量重疊以便形成大的7680×13824鑲嵌的影像。所有傳感器的動(dòng)態(tài)輻射分辨率均為12比特。

一次飛行中由4個(gè)全色傳感器獲取的數(shù)據(jù)產(chǎn)品：全色、真彩色與彩紅外。還有由4個(gè)多波段傳感器獲取的分辨率為2048×3072數(shù)據(jù)產(chǎn)品：真彩色、彩紅外、四波段和近紅外。通過(guò)獲取相機(jī)影像數(shù)據(jù)，可利用PPS軟件得到各類影像輸出。DMC兼顧小比例尺與高分辨率大比例尺航攝業(yè)務(wù)的具體需求，其地面分辨率為5cm。這一系統(tǒng)可光線不同的條件下，用多種曝光時(shí)間來(lái)曝光，保證影像的質(zhì)量。

（一）1：20000比例尺攝影的試驗(yàn)

為了對(duì)DMC數(shù)字航攝儀1：20000比例尺攝影的成圖精度情況進(jìn)行研究，在某處選取一個(gè)Ⅱ地形測(cè)段進(jìn)行航攝，共30個(gè)像對(duì)?？刂泣c(diǎn)的布設(shè)采取雙五點(diǎn)法，基線數(shù)16條，運(yùn)用GPS對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。用VirtuoZo進(jìn)行內(nèi)業(yè)加密，全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行量測(cè)，采用PATBNT光束法軟件來(lái)平差，加密精度統(tǒng)計(jì)如表1。

表1 1：20000比例尺攝影的加密精度統(tǒng)計(jì)

從統(tǒng)計(jì)的加密精度看，完全符合規(guī)范要求。運(yùn)用JX4數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站恢復(fù)立體模型來(lái)測(cè)圖，之后跟該區(qū)域GPSRTK實(shí)地量測(cè)的72個(gè)顯著地物點(diǎn)進(jìn)行精度統(tǒng)計(jì)，平面誤差是0.167m，高程誤差是0.15m。

（二）試驗(yàn)主要成果

1、DMC航空攝影分辨率高，影像清晰，加密自動(dòng)選點(diǎn)成功率較好，連接差小，碎玉提升加密精度十分有利，且測(cè)圖地物判讀精度高。

2、運(yùn)用DMC相機(jī)進(jìn)行航空攝影，可放寬其攝影比例尺到傳統(tǒng)攝影比例尺的115~ 2倍。

3、可在傳統(tǒng)布設(shè)方法基礎(chǔ)上將控制點(diǎn)的布設(shè)降一個(gè)地形等級(jí)。

4、通過(guò)現(xiàn)有設(shè)備，完全可完成DMC攝影的成圖作業(yè)。

二、IMU/DGPS輔助航空攝影測(cè)量技術(shù)

IMU/DGPS輔助航空攝影測(cè)量指的是運(yùn)用裝在飛機(jī)上的GPS接收機(jī)與設(shè)在地面上的一個(gè)或多個(gè)基站上的GPS接收機(jī)同步而連續(xù)地觀測(cè)GPS衛(wèi)星信號(hào)，通過(guò)GPS載波相位測(cè)量差分對(duì)技術(shù)獲取航攝儀的位置參數(shù)進(jìn)行定位，應(yīng)用和航攝儀聯(lián)系緊密的高精度慣性測(cè)量單元（IMU，InertialMeasurementUnit）對(duì)航攝儀的姿態(tài)參數(shù)直接測(cè)定，通過(guò)聯(lián)合IMU，DGPS數(shù)據(jù)后的處理技術(shù)獲取測(cè)圖所需的每張像片高精度外方位元素的航空攝影測(cè)量理論、技術(shù)與方法。

IMU/DGPS輔助航空攝影測(cè)量的主要方法有直接定向法與IMU/DGPS輔助空中三角測(cè)量方法。

（一）直接定向法

運(yùn)用高精度差分GPS與慣性測(cè)量單元（IMU），獲得航空攝影曝光時(shí)刻影像的空間方位，通過(guò)校正系統(tǒng)誤差，獲取每張像片的高精度外方位元素。該方法就是直接定向法。

（二）IMU/DGPS輔助空中三角測(cè)量方法

把基于IMU/DGPS技術(shù)直接獲取的每張像片的外方位元素，作為帶權(quán)觀測(cè)值參和攝影測(cè)量區(qū)域網(wǎng)平差，獲取精度更高的像片外方位元素成果。該方法稱為IMU/DGPS輔助空中三角測(cè)量方法。

四、LIDAR激光測(cè)高掃描系統(tǒng)

LiDAR（LightLaserDeteetionandRanging），是激光探測(cè)及測(cè)距系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。用激光器作為輻射源的雷達(dá)。激光雷達(dá)是結(jié)合了激光技術(shù)和雷達(dá)技術(shù)的產(chǎn)物。主要是發(fā)射機(jī)、天線、接收機(jī)、跟蹤架及信息處理等部分構(gòu)成的。發(fā)射機(jī)是各種形式的激光器；天線是光學(xué)望遠(yuǎn)鏡；接收機(jī)通過(guò)各種形式的光電探測(cè)器，如光電倍增管、半導(dǎo)體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外與可見(jiàn)光多元探測(cè)器件等。激光雷達(dá)用脈沖或連續(xù)波2種工作方式，探測(cè)方法分直接探測(cè)和外差探測(cè)。

激光自身的測(cè)距能力就非常精確，其測(cè)距精度可達(dá)幾厘米，而LIDAR系統(tǒng)的精確度不僅僅取決于激光自身因素，還由激光、GPS及慣性測(cè)量單元（IMU）三者同步等內(nèi)在因素所決定。伴隨商用GPS和IMU的不斷發(fā)展，通過(guò)LIDAR從移動(dòng)平臺(tái)上（如在飛機(jī)上）獲取高精度的數(shù)據(jù)已被廣泛應(yīng)用。

LIDAR系統(tǒng)包括一個(gè)單束窄帶激光器和一個(gè)接收系統(tǒng)。激光器產(chǎn)生并發(fā)射一束光脈沖，打在物體上并反射回來(lái)，從而被接收器接收。接收器準(zhǔn)確地對(duì)光脈沖從發(fā)射到被反射回的傳播時(shí)間進(jìn)行測(cè)量。由于光脈沖以光速傳播，因此接收器總會(huì)在下一個(gè)脈沖發(fā)出之前收到前一個(gè)被反射回的脈沖。因?yàn)楣馑贋橐阎瑐鞑r(shí)間即可被轉(zhuǎn)換為對(duì)距離的測(cè)量。結(jié)合激光器的高度，激光掃描角度，從GPS得到的激光器的位置和從INS得到的激光發(fā)射方向，就可能夠?qū)γ恳粋€(gè)地面光斑的座標(biāo)X，Y，Z準(zhǔn)確進(jìn)行計(jì)算。激光束發(fā)射的頻率能夠從每秒幾個(gè)脈沖到每秒幾萬(wàn)個(gè)脈沖。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)頻率為每秒一萬(wàn)次脈沖的系統(tǒng)，接收器將會(huì)在一分鐘內(nèi)記錄六十萬(wàn)個(gè)點(diǎn)。通常情況下，LIDAR系統(tǒng)的地面光斑間距為2-4m不等。

激光雷達(dá)是一種在從紅外到紫外光譜段工作的雷達(dá)系統(tǒng)，其原理與構(gòu)造和激光測(cè)距儀非常相似?？茖W(xué)家將利用激光脈沖進(jìn)行探測(cè)的稱為脈沖激光雷達(dá)，把利用連續(xù)波激光束進(jìn)行探測(cè)的稱作連續(xù)波激光雷達(dá)。激光雷達(dá)的作用是可以對(duì)目標(biāo)位置（距離和角度）、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（速度、振動(dòng)和姿態(tài)）和形狀進(jìn)行精確測(cè)量，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、識(shí)別、分辨和跟蹤。在多年的努力之后，科學(xué)家們已經(jīng)研發(fā)出火控激光雷達(dá)、偵測(cè)激光雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)激光雷達(dá)、靶場(chǎng)測(cè)量激光雷達(dá)、導(dǎo)航激光雷達(dá)等。

結(jié)語(yǔ)

我國(guó)航空攝影測(cè)量技術(shù)起步較晚，它用計(jì)算機(jī)代替“人眼”，在理論和實(shí)踐中使數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量得到了快速發(fā)展，在三維可視化、GIS數(shù)據(jù)更新、數(shù)學(xué)近景攝影測(cè)量等方面它將會(huì)被應(yīng)用的更加廣泛。其發(fā)展使得膠片攝影被數(shù)字?jǐn)z影所取代成為必然趨勢(shì)，而新型數(shù)字航空攝影機(jī)的應(yīng)用必將為航空攝影測(cè)量技術(shù)帶來(lái)一次變革，并把我國(guó)航空攝影測(cè)量技術(shù)推向數(shù)字航空攝影時(shí)代。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋會(huì)傳,張愛(ài)娟,耿麗艷,等.航空攝影測(cè)量大比例尺地籍圖工藝方法的探討[J].礦山測(cè)量,2008.

航空攝影測(cè)量范文第5篇

關(guān)鍵詞：航空攝影測(cè)量 POS系統(tǒng) 誤差 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（b）-0005-04

20世紀(jì)90年代，GPS（Global Position System，全球定位系統(tǒng)）輔助空中三角測(cè)量的方法得到了廣泛應(yīng)用，利用GPS獲得的定位信息用來(lái)輔助空中三角測(cè)量，展現(xiàn)了導(dǎo)航技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用前景。GPS技術(shù)雖然解決了像片的定位問(wèn)題，但是無(wú)法獲取像片的姿態(tài)參數(shù)，不能徹底擺脫地面控制。隨著航空攝影測(cè)量技術(shù)和慣性導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，一種新的方法開(kāi)始應(yīng)用于航空攝影測(cè)量――定位定向系統(tǒng)（Position and Orientation System，簡(jiǎn)稱POS系統(tǒng)）輔助航空攝影。機(jī)載POS系統(tǒng)集GPS技術(shù)與慣性導(dǎo)航技術(shù)于一體，使準(zhǔn)確地獲取航攝相機(jī)曝光時(shí)刻的外方位元素（GPS測(cè)量得到位置參數(shù)，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)得到姿態(tài)參數(shù)）成為可能，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)（或少量）地面控制點(diǎn)，甚至無(wú)需空中三角測(cè)量加密工序，即可直接定向測(cè)圖，從而大大縮短航空攝影作業(yè)周期、提高生產(chǎn)效率、降低成本。因此，POS系統(tǒng)的出現(xiàn)，將從根本上改變傳統(tǒng)航空攝影的方法，進(jìn)而引起航空攝影理論與技術(shù)的重大飛躍。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及其慣性、GPS器件精度水平的提高，POS無(wú)論定位定向精度還是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力都會(huì)有質(zhì)的提高，將會(huì)在航空攝影測(cè)繪方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。POS系統(tǒng)高精度定位定向技術(shù)是POS系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，它的研究可以極大的推動(dòng)POS系統(tǒng)的發(fā)展。

1 POS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

POS系統(tǒng)本質(zhì)上集慣性導(dǎo)航技術(shù)與 DGPS（Differential GPS，差分GPS）技術(shù)一體，主要硬件組成部分包括慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、DGPS與POS系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，POS還包含一套事后處理軟件用于融合數(shù)據(jù)事后處理，其組成示意圖如圖1所示。

其中DGPS通過(guò)用戶與基站GPS接收機(jī)提供實(shí)時(shí)差分GPS定位信息，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)提供載體實(shí)時(shí)角速度與加速度信息，通過(guò)POS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息融合得到載置、速度、姿態(tài)等導(dǎo)航信息，同時(shí)POS系統(tǒng)采集慣性導(dǎo)航系統(tǒng)與DGPS的數(shù)據(jù)信息利用POS系統(tǒng)事后處理軟件得到載置、速度、姿態(tài)等導(dǎo)航信息。下面對(duì)其中最重要的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行研究，最后對(duì)其POS計(jì)算機(jī)和事后處理軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

1.1 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

慣性導(dǎo)航技術(shù)是以牛頓力學(xué)定律為基礎(chǔ)，利用一組加速度計(jì)測(cè)量載體的加速度，利用一組陀螺儀測(cè)量載體的角運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)積分運(yùn)算求解載置、速度和姿態(tài)信息的技術(shù)。根據(jù)慣性導(dǎo)航原理在物理平臺(tái)中的實(shí)現(xiàn)，稱為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，依據(jù)有無(wú)實(shí)際物理平臺(tái)可分為平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。與平臺(tái)式慣導(dǎo)系統(tǒng)相比，捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)以數(shù)學(xué)平臺(tái)代替了慣性物理平臺(tái)，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，平臺(tái)，體積、重量和成本大大降低，因此目前已經(jīng)在各類導(dǎo)航設(shè)備中廣泛應(yīng)用。

捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算原理如圖2所示。捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和平臺(tái)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的區(qū)別在于捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)利用陀螺儀的輸出實(shí)時(shí)計(jì)算姿態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣（即“數(shù)學(xué)平臺(tái)”）和姿態(tài)角，其他的解算則與平臺(tái)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一致。捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中，陀螺儀和加速度計(jì)的組合體通常稱為慣性組件（Inertial Measurement Unit，IMU），IMU對(duì)系統(tǒng)而言是開(kāi)環(huán)的，僅僅起到了慣性傳感器信號(hào)輸入的作用，并沒(méi)有對(duì)IMU進(jìn)行反饋控制，所有的信號(hào)處理在計(jì)算機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)，因此實(shí)現(xiàn)方便。

由圖2中可看出，捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的核心是導(dǎo)航計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的慣性平臺(tái)，即“數(shù)學(xué)平臺(tái)”。數(shù)學(xué)平臺(tái)是用陀螺測(cè)量的載體角速度進(jìn)行姿態(tài)矩陣解算，從姿態(tài)矩陣中可以得到實(shí)時(shí)姿態(tài)角信息，并用姿態(tài)矩陣將加速度計(jì)輸出從機(jī)體坐標(biāo)系變換到導(dǎo)航坐標(biāo)系，然后進(jìn)行導(dǎo)航解算。

目前捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展比較成熟，尤其是高精度激光、光纖陀螺的出現(xiàn)與逐步成熟，促使捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)越來(lái)越成為航空載體的主流配置，POS系統(tǒng)采用捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，便于與航攝相機(jī)集成安裝，也便于內(nèi)部器件的維護(hù)與更新。但是，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)受工作原理所限，導(dǎo)航參數(shù)誤差隨時(shí)間發(fā)散，長(zhǎng)期穩(wěn)定性較差，故需要其他導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行校正，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)因其高精度與穩(wěn)定性好成為POS系統(tǒng)的首選。

1.2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，即GPS是美國(guó)國(guó)防部聯(lián)合海陸空三軍研制的導(dǎo)航系統(tǒng)，由空間導(dǎo)航衛(wèi)星部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機(jī)三部分組成。它具有全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益、性能好、應(yīng)用廣等顯著特點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)地提供三維的位置、速度和GPS時(shí)間等信息。

GPS定位的基本原理是以GPS衛(wèi)星和用戶GPS接收機(jī)天線之間的空間距離作為觀測(cè)量，根據(jù)已知的GPS衛(wèi)星空間坐標(biāo)，可以確定用戶GPS接收機(jī)天線的空間位置。GPS定位方法的實(shí)質(zhì)是以星地空間距離為半徑的三球交匯，因此，在一個(gè)測(cè)站上，需要3個(gè)衛(wèi)星到接收機(jī)天線的距離觀測(cè)量。其定位原理如圖3所示。

GPS導(dǎo)航與無(wú)線電導(dǎo)航類似，采用單程測(cè)距原理，衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘無(wú)法保持嚴(yán)格的同步，所以GPS實(shí)際的觀測(cè)量并不是用戶接收機(jī)天線至衛(wèi)星之間的真實(shí)距離，而是含有衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘同步誤差的距離，因此又稱為偽距。當(dāng)然，衛(wèi)星鐘差是可以通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航電文中所提供的相應(yīng)鐘差參數(shù)加以修正的，而接收機(jī)的鐘差，準(zhǔn)確測(cè)定非常困難，所以，必須將接收機(jī)的鐘差作為一個(gè)未知量與用戶三維位置在數(shù)據(jù)處理中一并解出。因此，在一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)上，為了實(shí)時(shí)求解4個(gè)未知參數(shù)（3 維空間坐標(biāo)及一個(gè)GPS接收機(jī)鐘差），至少需要同步觀測(cè)4顆衛(wèi)星。

1.3 POS計(jì)算機(jī)與事后處理軟件

在POS系統(tǒng)中，POS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（POS computer system，PCS）中實(shí)時(shí)運(yùn)行以及在事后處理軟件中的INS/DGPS組合算法是POS系統(tǒng)的核心部分。POS系統(tǒng)中其他模塊如IMU和DGPS都需要以POS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為硬件平臺(tái)，通過(guò)軟件算法來(lái)完成；用戶對(duì)POS系統(tǒng)的操作和控制也需要通過(guò)POS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)完成。

市場(chǎng)上POS產(chǎn)品POS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)與POS應(yīng)用航空攝影的背景，POS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：

（1）從性能上看，POS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須具備強(qiáng)大的計(jì)算能力。POS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)接收并儲(chǔ)存IMU和GPS數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理運(yùn)算，對(duì)POS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提出了較高的要求。

（2）從功能上看，POS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須具備強(qiáng)大的導(dǎo)航器件兼容性。目前導(dǎo)航器件無(wú)論從精度、性能、數(shù)據(jù)格式等方面都不一樣，導(dǎo)航計(jì)算機(jī)需要在條件允許的情況下對(duì)不同的器件給出不一樣的處理方案供用戶選擇，另外POS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要滿足系統(tǒng)控制、輸出和功能的擴(kuò)展。

（3）從環(huán)境適應(yīng)性上看，POS計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須具備良好的抗震性能。POS系統(tǒng)輔助航空攝影，高機(jī)動(dòng)是其環(huán)境的主要特點(diǎn)，同時(shí)其外形尺寸和功耗也需要嚴(yán)格限制。

事后處理軟件顧名思義就是事后離線處理算法軟件，對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)采集的IMU數(shù)據(jù)與GPS系統(tǒng)采集的DGPS數(shù)據(jù)進(jìn)行事后處理，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)解算可獲取高精度像片外方位元素。利用航空攝影中應(yīng)用廣泛的Applanix POS/AV 510自帶事后處理軟件POSPac對(duì)事后處理流程進(jìn)行說(shuō)明，其流程如圖3所示。

2 航空攝影應(yīng)用中的POS系統(tǒng)主要誤差分析

機(jī)載POS系統(tǒng)輔助航空攝影無(wú)論從系統(tǒng)器件精度、集成安裝或其它機(jī)動(dòng)物理特性等環(huán)節(jié)都不可避免存在誤差，這些誤差會(huì)影響POS系統(tǒng)的性能，所以必須對(duì)其誤差進(jìn)行分析。機(jī)載POS系統(tǒng)的誤差源主要有：慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)誤差，時(shí)間同步誤差。

2.1 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差

對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差分析的目的在于，通過(guò)分析確定各種誤差因素對(duì)系統(tǒng)性能的影響，對(duì)POS系統(tǒng)采用慣性器件提出精度要求，尤其是陀螺的精度要求；另外一方面，通過(guò)對(duì)慣性系統(tǒng)誤差分析，可以對(duì)POS系統(tǒng)的工作情況和器件質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差根據(jù)其誤差產(chǎn)生的原因和性質(zhì)，大體上可以分為以下幾類：

2.1.1 IMU儀表誤差

IMU儀表誤差是指慣性器件陀螺和加速度計(jì)的誤差，有靜態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)誤差兩個(gè)方面。陀螺誤差包括由陀螺常值漂移和隨機(jī)漂移等引起的誤差，以及陀螺溫度特性引起的誤差等；加速度計(jì)誤差包括隨機(jī)漂移和溫度特性引入的誤差等。動(dòng)態(tài)誤差主要是指由于載體機(jī)動(dòng)對(duì)慣性器件的影響帶來(lái)的誤差。這是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的主要誤差源，對(duì)于IMU確定性誤差需進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)于隨機(jī)性誤差需要建立合適的誤差模型來(lái)減小其誤差。

2.1.2 初始對(duì)準(zhǔn)誤差

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在進(jìn)行導(dǎo)航解算前必須進(jìn)行初始對(duì)準(zhǔn)，由于輸入的初始位置、初始速度不準(zhǔn)確引起的初始姿態(tài)不準(zhǔn)確造成的誤差就是初始對(duì)準(zhǔn)誤差。初始對(duì)準(zhǔn)為后續(xù)導(dǎo)航解算給出數(shù)學(xué)平臺(tái)基準(zhǔn)，所以必須盡量減少初始對(duì)準(zhǔn)誤差。

2.1.3 計(jì)算誤差與運(yùn)動(dòng)干擾誤差

計(jì)算誤差包括數(shù)字量化誤差、參數(shù)設(shè)置誤差、計(jì)算中的舍入誤差等。運(yùn)動(dòng)干擾誤差主要是沖擊和震動(dòng)等造成的誤差。這些誤差也是影響捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精度的重要因素，必須設(shè)法消除或削弱。

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差是POS系統(tǒng)的重要誤差源，是POS系統(tǒng)獲得高精度姿態(tài)方位信息的關(guān)鍵，目前針對(duì)具體的誤差形式，研究精確的數(shù)學(xué)模型是減小慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差的主要方法。

2.2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)誤差

GPS因?yàn)槠溆^察時(shí)間短、定位精度高的特點(diǎn)，在測(cè)繪領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用前景。但是GPS也有許多與生俱來(lái)的缺點(diǎn)限制了它的應(yīng)用，其中GPS誤差就是其高精度定位主要影響因素。目前引起GPS誤差的因素有很多，主要來(lái)源包括以下幾部分：

（1）GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差，主要有衛(wèi)星時(shí)鐘誤差、衛(wèi)星星歷誤差、SA誤差等；（2）GPS信號(hào)傳播有關(guān)的誤差，主要有電離層的附加延遲誤差、對(duì)流層的附加延時(shí)誤差和多路徑誤差等；（3）接收機(jī)設(shè)備相關(guān)的誤差，主要包括觀測(cè)誤差、接收機(jī)鐘差、天線相位中心誤差和載波相位觀測(cè)的整周不定性影響等。

針對(duì)GPS影響較大的誤差源具體分析如下所示：

2.2.1 衛(wèi)星時(shí)鐘誤差

GPS系統(tǒng)是通過(guò)測(cè)量衛(wèi)星信號(hào)傳播時(shí)間來(lái)測(cè)距的，時(shí)鐘的誤差將直接變成測(cè)距誤差。GPS系統(tǒng)中各衛(wèi)星鐘要求互相同步并與地面站同步，即使采用原子鐘計(jì)時(shí)也不可能絕對(duì)穩(wěn)定，而是存在著漂移。接收機(jī)可以通過(guò)接收衛(wèi)星導(dǎo)航電文中鐘差參數(shù)直接對(duì)衛(wèi)星時(shí)鐘誤差進(jìn)行改正。

2.2.2 衛(wèi)星星歷誤差

GPS衛(wèi)星星歷提供的衛(wèi)星空間位置與實(shí)際位置之差稱為星歷誤差。星歷數(shù)據(jù)由地面監(jiān)控站注入衛(wèi)星，而監(jiān)控站對(duì)衛(wèi)星測(cè)量的誤差、衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)時(shí)的攝動(dòng)因素等都會(huì)造成星歷中存在誤差，其誤差一直存在，無(wú)法消除。

2.2.3 電離層與對(duì)流層折射誤差

衛(wèi)星發(fā)射電波到達(dá)地面接收機(jī)，必須穿過(guò)電離層與對(duì)流層才能到達(dá)GPS接收天線。電磁波在不同介質(zhì)中得傳播特性是不同的，電波電離層與對(duì)流層會(huì)發(fā)生折射，從而產(chǎn)生延時(shí)誤差。對(duì)流層折射誤差是指非電離層大氣對(duì)電磁波的折射。對(duì)這種折射誤差一般需要建立電離層與對(duì)流層模型加以改正，目前GPS接收機(jī)中一般都有誤差改正模型。

2.2.4 多路徑效應(yīng)誤差