GPS辅助空中三角测量在实际生产中的应用_杨成

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2 像片外方位元素的获取及样区加密精 度验证
GP S辅 助 空 中 三 角 测 量 依 然 遵 循 传 统 的空三加密工序,从投影中心与机载GPS天 线 相 位 中 心 几 何 关 系 出 发 ,将 差 分 GPS获 取 的摄站点坐标,作为带权观测值引入自检 校光束法区域网平差中进行GPS导航数据 与摄影测量观测值的联合平差,采用统一 的数学模型和算法整体解算像片的外方位
四角平高点位置及时报予地面控制方 案执行部门并纳入其地面测量技术设计 中,也是在实际飞行中能够观察到的对空 地标点。
1 . 3 航空摄影飞行实施安排 在实际飞行实施过程中,保证地面基
准 站 与 机 载 GP S 同 步 观 测 。每 个 架 次 准 备 飞 行前,通知地面基准站开机,这样就保证了 起飞前机载GPS接收机静态观测有正常的 基 站 数 据 参 考 。起 飞 前 进 行 GP S 接 收 机 的 初 始化测量,采用GB/T 18314-2001中规定 的GPS静 态 定 位 测 量 方 法,其间,应 严 格 防 止 各 种 原 因 遮 挡 机 载 GPS天 线 造 成 的 GPS 信 号 失 锁 。记 录 好 GP S 接 收 机 的 初 始 化 时 间 以及静态观测起止时间。
家测绘行业标准,用于指导我国的航空摄 影 测 量 生 产 。这 些 已 经 极 大 的 简 化 了 航 空 摄影测量作业工序,形成了具有中国特色 的 GP S航 空 摄 影 测 量 实 用 生 产 技 术 体 系 。
1 技术方案及飞行实施
GP S辅 助 空 中 三 角 测 量 前 期 生 产 过 程 包 含 航 摄 设 计 、地 面 控 制 、航 摄 飞 行 、航 后 GPS数据检核及预处理等几个方面,后期内 业处理主要是带GPS数据的区域网平差过 程 (如 图 1)。下 面 笔 者 以 本 部 执 行 的 酒 泉 航 摄项目为实例对GPS辅助空中三角测量从 技 术 设 计 以 及 飞 行 过 程 进 行 阐 述 。(如 图 1) 1 . 1 地面控制方案
为 了 测 定 GP S辅 助 空 中 三 角 测 量 航 摄 成果的精度,我们在样区内布设了布设30 个 检 测 点 ( 点 位 分 布 如 图 五 所 示 ) 。所 有 点 都 采 用 GPS静 态 测 量 方 法 进 行 测 量 ,得 到 WGS84下 的 大 地 坐 标 及 其 椭 球 高,并 转 换 到西安80坐标系和1985国家高程基准下的 坐 标 。利 用 武 汉 大 学 自 行 研 发 的 WuCAPS 软件进行带四角高程控制的GPS辅助光束 法区域网平差得到样区全部像片的外方位 元素和加密点的地面坐标。利用30个检测点 评定的加密成果精度如表1,由表1显示来, 检查点精度满足GB/T 13990-1992《1∶5000、 1∶10000地形图航空摄影测量内业规范》成图 精 度 要 求 ,1∶5000航 测 成 图 ,检 查 点 不 符 值 : 平 面 <2.5m,高 程 <2.0m(山 区 地 形 )。说 明 GP S辅 助 光 束 法 区 域 网 平 差 得 到 的 外 方 位
GP பைடு நூலகம்辅 助 空 中 三 角 测 量 地 面 控 制 的 方 案 常 见 的 有 两 种 ,见 图 2。地 面 控 制 部 分 按 照 GB/T 18314-2001《 全 球 定 位 系 统(GPS) 测 量 规 范 》除 需 要 进 行 地 面 基 站 的 测 设 外 , 还要进行航摄期间基站的同步观测和平高
图 1 G P S 辅助空中三角测量的主要过程 图 2 常用的地面控制方案
点 、检 测 点 、水 准 点 测 量 期 间 基 准 站 的 连 续 观 测 、加 密 分 区 四 角 平 高 点 的 布 设 和 测 量 、 精度验证区检测点的选测以及水准点的 GPS测 量 ,并 绘 制 点 之 记 。
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工 程 技 术
GPS 辅助空中三角测量在实际生产中的应用
杨成 安巧绒 袁荣 (中航工业试飞中心( 中国飞行试验研究院) 西安 7 1 0 0 8 9 )
摘 要:GPS辅助空中三角测量是目前国内在中、小比例尺及困难地区成图航空摄影测量一般采用的模式。本文结合酒泉航空摄影项目,
3 综述
综上所述,GPS辅助空中三角测量可以 大量减少地面控制点,而且带地面控制的 GPS辅助光束法区域网平差精度能够满足 1∶5000地形图生产。无论平地区域还是丘陵 地 、山 地 区 域 ,采 用 GPS辅 助 光 束 法 区 域 网 平差,精度达能到自检校光束法区域网平 差的精度。
GP S辅 助 空 中 三 角 测 量 已 经 成 为 一 种 极 为 实 用 、经 济 的 摄 影 测 量 加 密 方 法,其在 测绘生产中的应用已经逐渐改变了航空摄 影 测 量 一 贯 遵 循 的“ 航 空 摄 影 — 外 业 控 制 联 测 — 内 业 测 图 ”的 长 周 期 作 业 模 式 。它 在 缩 短 航 测 成 图 周 期 、节 省 外 业 控 制 工 作 量 、 减轻劳动强度等方面已经创造出了巨大的 经济和社会效益。
航 摄 飞 行 结 束 落 地 不 动 后,进行GPS静 态观测,观测时间10分钟左右。飞行结束后及 时 下 载 数 据 做GPS数 据 检 核 及 预 处 理,检查 机载设备数据记录的完备性,并备份数据。
关于航摄飞行漏洞的补摄,尤其要注意 的就是在敷设构架航线的测区,补摄航线两 端必须超出构架航线外至少一条基线。
[4] GB/T 15661.1∶5000 1∶10000 1∶25000 1∶50000 1∶100000地形图航空摄影规范
[S]. [5] GB/T 13990-1992.1∶5000、1∶10000地
形图航空摄影测量内业规范[S].
(上接 3 7 页)
2 . 4 岩土工程的非开挖技术 岩土工程中的非开挖技术是不对地表
对GPS辅助空中三角测量在技术方案、飞行实施、外方位元素解算以及精度评定几个方面作阐述和分析。
关键词:GPS辅助空中三角测量 摄影测量 区域网平差 精度
中 图 分 类 号 :TP2
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1672-3791(2011)07(c)-0038-02
GP S辅 助 空 中 三 角 测 量 即 是 基 于 载 波 相位差分GPS动态定位技术或精密单点定 位技术获取航摄仪曝光时刻摄影中心的三
参考文献
[1] 袁修孝.GPS辅 助 空 中 三 角 测 量 原 理 及 应 用 [M].北 京 :测 绘 出 版 社 ,2001.
[2] G B / T 1 8 3 1 4 - 2 0 0 1 .全 球 定 位 系 统 (GPS)测量规范[S].
[3] GB/T 19294-2003.航 空 摄 影 技 术 设 计 规范[S].
2像片外方位元素的获取及样区加密精度验证gps辅助空中三角测量依然遵循传统的空三加密工序从投影中心与机载gps天线相位中心几何关系出发将差分gps获取的摄站点坐标作为带权观测值引入自检校光束法区域网平差中进行gps导航数据与摄影测量观测值的联合平差采用统一的数学模型和算法整体解算像片的外方位表1酒泉测区带构架航线的光束法区域网平差精度元素和加密点坐标但是具有gps辅助光束法区域网平差功能的摄影测量加密软件wucaps极大的简化了操作流程
航摄飞行作业中采用GB/T 15661对飞 行和摄影质量的要求确保GPS接收机正常 工 作 ,并 按 GPS辅 助 航 摄 飞 行 记 录 单 对 地 试 、前 试 、每 条 测 线 以 及 后 试 对 应 的 首 末
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工 程 技 术
维坐标,将其作为观测值参与摄影测量区 域网平差,采用统一的数学模型和算法整 体解算物方点位和像片外方位元素,并对 其精度进行评定的技术和方法。
经 过 2 0 多 年 的 理 论 研 究 、实 际 试 验 和 大 量的生产实践,我国建立了较为完整的GPS 辅 助 空 中 三 角 测 量 理 论 ,从 机 载 GPS相 位 中 心与航摄仪投影中心的几何关系出发,建 立了GPS摄站坐标观测方程,将其引入摄影 测 量 区 域 网 平 差 ,构 建 了 GPS辅 助 光 束 法 区 域网平差的完整数学模型;自行研制了两 套 具 有 GP S辅 助 光 束 法 区 域 网 平 差 功 能 的 摄影测量加密软件WuCAPS(Wuhan Combined Adjustment Program System)和 Geolord-AT;建 立 了 比 较 完 整 的 GPS辅 助 空中三角测量技术框架,制定了相应的国
对 空 地 标 点 采 用 四 角 布 点 法 ,按 照 《 GPS辅 助 航 空 摄 影 技 术 规 定 》点 位 布 设 在
构架航线与加密分区首末测图航线重叠处, 位于测区自由图边处的地标点位应尽量布 设 在 图 廓 线 外 。为 了 检 验 GP S 辅 助 空 中 三 角 测量的精度,航摄像片提供后在检测样区内 选 刺 30个 点 进 行 检 测 ,所 选 检 测 点 除 满 足 GPS观 测 要 求 外 ,还 选 择 在 像 片 上 影 像 清 楚 的 明 显 地 物 点 上,并 均 匀 分 布 于 平 地 、丘 陵 和山地,使野外检测点有较强的地形类别代 表 性 。对 于 上 述 所 有 点 位 ,都 要 做 GPS测 量 取得其WGS-84坐标下的精确坐标(如图2)。 1 . 2 航摄技术设计
酒泉摄区位于甘肃省西北部,摄区北 部平地,为大面积戈壁与沙漠,植被稀少, 水 资 源 缺 乏 。南 部 为 高 山 , 地 形 比 较 复 杂 , 因此该摄区技术设计较常规的航摄设计复 杂了一些。
按照GB/T 19294-2003《航空摄影技术 设 计 规 范 》以 及 GB/T 15661《 1∶5000 1∶ 10000 1∶25000 1∶50000 1∶100000地形图航 空 摄 影 规 范 》,我 们 充 分 考 虑 地 形 因 素 将 该 摄区分成了若干个加密分区,并通过加密 分区四角平高控制点加构架航线的地面控 制方案来改正GPS摄站的坐标系统漂移误 差 控 制 精 度 。构 架 航 线 垂 直 于 测 图 航 线,设 计的基本要求是比测图航线的比例尺小 20%左右,航向重叠不小于80%,并且延长出 航摄区域4到6条基线,控制航线交叉或衔 接处要有不少于四条基线的重叠。
表 1 酒泉测区带构架航线的光束法区域网平差精度
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元素精度可以满足后续内业加密和测图等 工 序 的 精 度 检 查 和 比 较 使 用 ( 如 表 1)。
MARK号 码 以 及 航 片 数 做 好 记 录 。在 航 行 过程中,要严格按照规范要求执行,根据精 度控制的相关理论要求,同一加密分区构 架航线与首末测图航线不能断开飞行,但 是为保证飞行效率,飞行过程中可以灵活 调 节 测 图 航 线 与 控 制 航 线 的 飞 行 顺 序 ;为 了保证摄影以及数据采集质量,航行过程 中对设备的操作以及飞行方式要充分掌握 好,飞机出航线后转弯坡度不要太大以免 造 成 对 GP S天 线 的 遮 挡 而 导 致 GP S信 号 失 锁,影 响 GPS数 据 采 集 。
进 行 开 挖 , 就 可 以 铺 设 、更 换 、修 复 、检 查 、探 测地下管线设施的技术,它是我国近30年内 出现的具有非常好的经济效益和社会效益 的 新 技 术 。此 项 技 术 进 入 国 内 时 间 较 短,很 多工程技术人员并不了解此项技术的工作 原理,目前仍处于对技术的消化阶段。
元素和加密点坐标,但是具有GPS辅助光束 法区域网平差功能的摄影测量加密软件 WuCAP S 极 大 的 简 化 了 操 作 流 程 。WuCAP S 是 在 Windows环 境 下 ,用 面 向 对 象 的 Visual C++和 Fortran语 言 开 发 的 一 个 用 于 摄 影 测 量与遥感高精度点位测定软件包,它以共 线条件方程为核心,融合当代基于统计理 论的误差随机模型和理论上最为严密的自 检校光束法区域网平差函数模型于一体, 以程序实现了光束法区域网平差一整套算 法 。目 前 ,该 系 统 正 在 测 绘 生 产 单 位 、科 研 部 门 、和 学 校 教 学 中 广 泛 使 用 。
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