航空摄影测量中POS系统高精度定位技术

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浅谈POS辅助航空摄影测量技术及应用

浅谈POS辅助航空摄影测量技术及应用航空摄影测量技术是一种利用航空相机进行摄影测量和测绘的技术，其广泛应用于土地利用规划、城市规划、国土资源调查等领域。

而POS（姿态与位置系统）是一种辅助的技术，能够提高航空摄影测量的定位和姿态测量精度。

本文将就POS辅助航空摄影测量技术及其应用进行浅谈。

1. POS系统简介POS系统是一种集成了全球卫星定位系统（GNSS）、惯性导航系统（INS）和大气测量系统的综合定位与姿态测量系统，可以实现对航空相机在空中姿态和位置的实时测量。

POS系统的主要功能包括姿态测量、位置定位和动态校正，能够提高航空摄影测量的测量精度和效率。

POS系统通过接收来自多颗卫星的GNSS信号来实现位置定位，同时通过内置的INS系统可以实时测量飞行器的姿态信息。

在飞行过程中，POS系统还会利用大气测量系统对气压和温度等因素进行实时校正，以提高姿态测量的精度。

通过对这些数据的融合处理，POS系统可以实现对飞行器在空中姿态和位置的实时测量，并为航空摄影测量提供高精度的定位和姿态数据。

POS系统具有测量精度高、实时性好、抗干扰能力强等优点。

相对于传统的航空摄影测量技术，POS系统的应用可以提高飞行器在空中的定位和姿态测量精度，减少地面控制点的需求，提高测量效率，减少测量成本，是一种有效的辅助航空摄影测量技术。

1. 土地利用规划在土地利用规划中，需要对大片土地的地形、地貌、地物等进行精确测量和测绘。

使用POS系统进行航空摄影测量可以快速获取大范围的高精度影像数据，并通过数字影像处理技术进行地形和地貌的三维建模，为土地利用规划提供可靠的数据支持。

2. 城市规划3. 国土资源调查4. 灾害监测与救援在自然灾害发生后，需要对受灾地区进行快速的灾害监测和救援。

利用POS辅助的航空摄影测量技术可以快速获取灾区的高精度影像数据，通过遥感和GIS技术可以对灾害的范围和程度进行精确评估，为灾害救援工作提供科学依据。

国产高精度位置和姿态测量系统

国产高精度位置和姿态测量系统LDPOS的发展与应用周落根邓晓光洪勇(摘要：本文详细介绍了高精度位置和姿态测量系统的发展，我国具有完全自主知识产权的移动测量和实景三维技术和产品的研究、应用和服务情况，以及地面无控航测系统，并对其未来的发展进行展望。

关键词：高精度位置和姿态测量系统LDPOS地面无控航测系统一引言高精度位置和姿态测量系统(Position and Orientation System, POS)集全球导航卫星系统、惯性测量单元、导航处理计算机技术于一体，可以实时获取运动物体的高精度空间位置和三维姿态信息，广泛应用于飞机、轮船和陆地载体的导航定位。

POS通过全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System ，GNSS)接收定位数据，利用高精度光学陀螺捷联惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)提供设备瞬间的速度、加速度和方向信息，然后通过数据处理与融合软件对所接收的定位定姿信息进行数据处理，获得载体设备的高精度位置及姿态信息，同时给载荷传感器提供高精度同步信息，直接解算观测成果的高精度外方位元素，输出具有直接地理参考的影像数据。

POS解决了GNSS动态可靠性差，会出现信号遮挡、丢失，同时数据输出的频率低等问题。

POS系统将GNSS长期、低动态定位精度高的特性与惯性导航系统QNS)的短期、高动态定位精度高的性能有机地结合起来，不但提高了系统的精度，加强了系统的抗干扰能力，同时解决了GNSS动态应用采样频率低的问题。

POS系统可为载体或航空传感器提供高精度、高频率(200HZ)的实时位置与姿态(X,Y,Z,e,3, K)数据，应用于各种不同类型的传感器：如航空胶片或数字相机、线阵扫周落根，立得空间信息技术股份有限公司副总经理；邓晓光、洪勇，立得空间信息技术股份有限公司。

描仪、激光扫描仪、合成孔径雷达、成像光谱仪等。

在崇山峻岭、戈壁荒漠等难以通行的地区，如国界、沼泽滩涂等作业员根本无法到达的地区，采用POS系统和航空摄影系统集成进行直接空间对地定位，可迅速、及时地获取多频段、多时相、高精度、高分辨率的位置与图像信息，快速高效地编绘基础地理图件，大大提高了作业效率和成功率。

航空摄影测量中机载POS系统的高精度定位定向技术研究

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过程中对ＤＧＰＳ与ＩＭＵ信息采取卡尔曼滤波算法进行计算，并将滤４结语波量测相关信息储存起来，第二步，在上述步骤完成之后，即可利用总而言之，将ＰＯＳ系统应用在测绘领域之中已经受到了广大专储存的滤波量测相关信息对ＰＯＳ系统采取平滑滤波算法进行计算，家学者的认可，但是，如何提升ＰＯＳ系统的精度依然是一个难题，在校正开环误差，以便获取到最优的运动参数。ＰＯＳ系统之中，ＤＧＰＳ与ＩＭＵ滤波算法一直都是其中的核心环节，为２Ｐ０Ｓ系统高精度定位滤波算法了提升计算的精度，可以在传统卡尔曼滤波器基础之上采取反向固ＰＯＳ系统主要通过卡尔曼滤波器对ＤＧＰＳ数据与ＩＭＵ定位定定区间平滑滤波算法，该种算法可以有效提升计算的精度，在测量向，从这一层面而言，卡尔曼滤波系统准确性对于结果有着较大的工作的应用中有着良好的价值。影响，此外，系统中ＩＭＵ精度也较高，多需要进行标定补偿，因此，可参考文献以将ＩＭＵ误差模型简单化，此外，ＰＯＳ系统多使用事后处理算法，而［１］ＬｉａｎｇＴａｎｇ，ＪｅｎｓＫｒｅｍｅｒ，ＨｅｌｍｕｔＫｏｈｌｈａａｓ．ＩｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇＤＧＰＳ／ＩＭＵ卡尔曼滤波能力和存储量与状态维数密切相关，需要降低滤波维ｂａｓｅｄＰｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙｔｏＣｈｉｎａ，Ｐｈ０ｔ０ｇｒａｍｍｅｔｒ１ｃＷｅｅｋ２００３，数，其计算方程如下：

POS辅助航空摄影测量应用方案对比分析

GPS （Glob al Positio n Syste m ,全球定位系统）辅助空中三角测量的方法得到广泛应用始于20世纪90年代，通过G P S 获得的定位信息对空中三角测量进行辅助，表明导航技术在测绘领域的前景。

解决了像片的定位问题，G P S 技术对像片的姿态参数却无法获取，对地面控制不能完全摆脱。

航空摄影测量技术和惯性导航技术发展的同时，应用于航空摄影测量——定位定向系统（Position and Orientation Sy s t e m ,简称P O S系统）辅助航空摄影的一种新的方法也随之而产生。

机载P O S系统结合G P S 技术与惯性导航技术，或开创准确地获取航摄相机曝光时刻的外方位元素（G P S 测量得到位置参数，惯性导航系统得到姿态参数）的先例，进而使地面无或是少量控制点，甚至空中三角测量加密工序也不再需要，就能直接定向测图，使航空摄影作业周期缩短，生产效率得以提高，且成本也降低了。

P O S系统将使传统航空摄影的方法从根本上改变，并引发航空摄影理论与技术的重大突破。

伴随发展的计算机技术及其不断提高的惯性、G P S 器件精度水平，无论定位定向精度还是实时数据处理能力P O S 都会有质的提升，其在航空摄影测绘方面发挥的作用也将越来越大。

P O S系统应用的关键技术是其高精度定位定向技术，对它的研究能使P O S系统的发展得到极大的推进。

1 POS系统结构的组成在本质上，POS系统集DGPS(Differential G P S ,差分G P S）技术与惯性导航技术于一体，惯性导航系统、D GPS 与P O S计算机系统是其主要的硬件组成部分，POS还包含一套用于融合数据事后处理的软件，示意图见图1。

其中，通过用户与基站G P S 接收机，D G P S可提供实时差分G P S定位信息，载体实时角速度与加速度信息由惯性导航系统提供，实时信息通过POS计算机系统融合，得到载体速度、姿态、位置等导航信息，同时利用P O S 系统事后处理软件处理P O S 系统采集惯性导航系统与D G P S 的数据信息，得到的导航信息有载体位置、速度、姿态等。

在航空摄影中POS系统的应用及关键注意事项

在航空摄影中POS系统的应用及关键注意事项摘要：本文以POS系统和传统航摄相机（RC-30）结合为例，介绍了POS 系统的运行原理，并通过POS系统在使用过程中遇到的问题，提出了关键注意事项和解决方法，为航片定向的解算提供了新的途径。

关键词：POSIMUPCS1 引言摄影测量中的基本问题是航片的定向问题，只有知道了航片的内、外方位元素才能进行量测工作，长期以来内方位元素通过实验室采用物理方法检定得到，外方位元素（Xs,Ys,Zs,,,）则主要依靠空中三角测量和大量地面控制点来间接解求，这样就要耗费大量的时间和工作。

为解决外方位元素的问题，POS系统被引入航空摄影测量领域，并与光学相机获取影像相结合，提供了航片曝光时刻的外方位元素。

这种结合方式已逐渐改变了传统摄影测量的作业方式，取得了很大的成功。

现在我们以传统的航空相机（RC-30）加POS系统获取数据为例，了解它的运行原理和误差产生的原因，并提出航摄飞行操作中避免误差的有效措施。

2 POS系统及运行原理POS（Position and orientation System），位置及方向系统，集成了高精度的惯性感应器、导航卫星测量处理技术和数据处理软件，能够为航空摄影提供地理参考的位置及方位系统，即能够测量每张航片的六个外方位元素，包括绝对位置（X，Y，Z）和姿态参数（,,）。

POS系统由四部分组成：惯性测量单元（IMU），高动态双频GPS接受机，数据处理计算机系统（PCS）和处理软件（POSPAC）。

系统核心是积分惯性导航软件，在飞行过程中实时处理搜集的GPS和惯性测量数据，给出惯性导航解及GPS位置坐标。

然后飞行完成后通过POSPAC获取每张航片的外方位元素。

2.1惯性测量单元（IMU）IMU拥有三组加速度计、陀螺仪、数字电路和一个CPU，加速度计和陀螺仪的补偿值作为线加速度和角速度提供给PCS，PCS积分计算出加速度和角速度，最后得出IMU的位置，速度，姿态。

POS辅助航空摄影测量应用方法研究与误差分析

POS辅助航空摄影测量应用方法研究与误差分析[摘要]随着pos辅助数字相机航空摄影测量技术的出现并逐渐成熟，这种可大大减少地面控制点、缩短成图周期、节省成本的技术也逐步应用到航空遥感的各个领域中。

本文首先概述了pos系统，深入探讨了pos 系统误差检校。

[关键词]pos系统、航空摄影测量、误差中图分类号：o241.1文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）21-0000-001 pos系统概述高精度定位定向系统（position & orientation system，简称pos系统）是机载雷射探测与测距系统的关键，其核心思想是采用动态差分gps（即differential gps）技术和惯性测量装置imu（即inertial measurement unit）直接在航测飞行中测定感测器的位置和姿态，并经过严格的数据处理，获得高精度的感测器的六个外方位元素，从而实现无或极少地面控制的感测器定位和定向，pos 系统又称gps/imu集成系统。

1.1 pos 辅助航空摄影测量方法该系统由惯性测量装置、航摄仪、机载 gps 接收机和地面基准站 gps接收机四部分构成，其中前三者必须稳固安装在飞机上，保证在航空摄影过程中前三者之间的相对位系不变，如图1所示。

pos辅助航空摄影测量方法主要包括直接定向法（direct georeferencing，简称dg）和pos辅助空中三角测量方法（integrated sensor orientation，简称iso）：直接定向法是通过布设检校场对集成系统的误差参数进行检校，进而得到每张像片的高精度外方位元素。

即对检校场进行空中三角测量，得到检校场每张像片的外方位元素值，与利用pos技术直接获取的检校场对应像片外方位元素值进行比较，从而得到偏心角的值和三维坐标系统差改正数。

用得到偏心角的值和三维坐标系统差改正数对整个样区的pos数据处理解算出的每一张像片的三维坐标和角元素进行改正，最后得到每张像片的外方位元素。

航空摄影测量中的几种POS系统

航空摄影测量中的几种P O S系统The document was finally revised on 20211. P OS系统简介一套完整的IMU/DGPS系统硬件主要包括: IMU、机载双频GPS接收机及高性能机载GPS天线、地面GPS接收机、机载计算机以及存储设备。

软件包括DGPS数据差分处理软件、GPS/IMU滤波处理软件以及检校计算软件。

目前国际上常用于航空摄影测量的IMU/DGPS系统主要有两种,即德国IGI公司的AEROControl以及加拿大Applanix公司的POS/AV系统。

上述两个厂家的设备的性能基本相当。

1.1. POS/AV系统POS/AV主要由四部分组成:1）惯性测量装置(IMU):IMU由三个加速度计、三个陀螺仪、数字化电路和一个执行信号调节及温度补偿功能的中央处理器组成。

经过补偿的加速度计和陀螺仪数据就作为速度和角度的增率通过一系列界面传送到计算机系统PCS，典型的传送速率为200Hz～1000HZ。

然后PCS在一个叫做捷联式惯性导航器中组合这些加速度和角度速率，以获取IMU相对于地球的位置、速度和方向。

2） GPS接收机:GPS系统由一系列GPS导航卫星和GPS接收机组成。

采用载波相位差分的GPS动态定位技术解求GPS天线相位中心位置。

在多数应用中，POS/AV系统采用内嵌式低噪双频GPS接收机来为数据处理软件提供波段和距离信息。

3）主控计算机系统(PCS):PCS包含GPS接收机、大规模存储系统和一个实时组合导航的计算机。

实时组合导航计算的结果作为飞行管理系统的输入信息。

4）数据后处理软件包POSPac:POS/AV系统的核心是集成的惯性导航算法软件POSPac，其由POSRT、POSGPS、POSProc、POSEO四个模块组成。

POSPac数据后处理软件既可以实时运行在PCS上，也可以在后处理时使用，他通过处理POS/AV系统在飞行中获得的IMU和GPS原始数据以及GPS基准站数据得到最优的组合导航解。

POS系统定位精度测试方法的研究

POS系统定位精度测试方法的研究作者：胡文超李鑫刘云龙来源：《科学与技术》2015年第01期摘要：POS系统误差是影响车载移动测量系统的最主要误差源之一，本文对POS系统进行了误差分析，并通过实验研究验证了POS系统定位精度的测试方法。

关键字：POS系统误差定位精度控制网一、POS系统的误差分析POS系统是车载移动测量系统的核心部件，目前也是影响车载移动测量系统的最主要误差源之一，因此，分析POS误差来源有利于提高系统整体精度，为下一步检校做好基础。

POS 定姿定位误差主要包括两部分：GPS动态定位误差；INS姿态测量误差。

1、GPS动态定位误差，主要包括了接收机钟误差、多路径效应、卫星钟钟差、星历误差、整周模糊度求解误差，大气电离层误差，观测噪声。

为了削弱GPS对定位的影响，可以在测区建立多个基准站，保证GPS动态定位差分解算结果符合要求。

2、INS姿态测量误差，主要包括了元件误差、安装误差、原理误差、外干扰误差。

元件误差是指加速计与陀螺仪的不完善所引起的误差，主要指陀螺的漂移和加速度计的零位偏差，以及元件刻度因数误差；安装误差是指加速度计和陀螺安装在惯导平台上时不准确造成的误差；初始条件误差指初始对准及输入计算机的初始位置，初始速度不准所形成的误差；原理误差是由于力学编排中数学模型的近似，地球形状的差别和重力异常等引起的误差；外干扰误差主要是指车辆行驶时由于振动引起的加速度干扰。

二、实验条件硬件：全站仪一台，靶座棱镜2个，球棱镜1个，天宝移动测量系统一台，tupcon GPS3台。

软件：POSPac MMS 5.4，Pinnacle V1.07，PCCDU 7.12 ，MetroIn工业测量系统。

三、实验原理利用全站仪对车载移动测量系统跟踪测量，获得固定在车上棱镜的轨迹，与POS定位获得坐标比较，验证POS定位精度。

四、实验方法1、控制网的建立控制点选取在空旷通视条件好，平坦的篮球场上，坐标系采用WGS-84坐标系，高程采用大地高，办公楼楼顶已知点a点作为控制点，其他两点分别选取在操场b点和大礼堂c点，进行GPS三角形联网静态观测，保证两点同时，间距在200米左右，观测时间大约2小时。

浅谈POS辅助航空摄影测量技术及应用

浅谈POS辅助航空摄影测量技术及应用随着无人机技术的发展，航空摄影测量技术也随之发生了变化。

从传统的地面测量、航空摄影到现在的遥感技术和POS辅助航空摄影测量技术，不断完善和提高测量效率和精度。

本文将重点探讨POS辅助航空摄影测量技术及其应用。

POS（Position and Orientation System）指的是位置和方向系统，是指通过特定的设备来获取航空影像在空间中的位置和方向信息。

POS辅助航空摄影测量技术是指将POS系统与航空摄影仪相结合，通过获取航空影像的位置和方向信息，以及影像像点的坐标信息，进行数字化处理和测量，从而得到准确而完整的三维点云数据，在实现高精度地图、数字地球等领域中具有广泛的应用。

二、POD系统的构成及原理POS系统主要由 INS （Inertial Navigation System）传感器、GPS接收机、数字相机和计算机等组成。

INS传感器包括三坐标加速度计和三轴陀螺仪，通过测量加速度和角速度来计算平台的位置和姿态。

GPS接收机通过接收卫星信号来获取位置和时间信息。

数字相机负责获取航空影像的像点坐标信息。

最终通过计算机对获取的数据进行数字化处理和测量，得到准确的三维点云数据。

1. 高精度：POS辅助航空摄影测量技术可以通过INS和GPS同时获取航空影像的位置和方向信息，从而保证测量数据的高精度。

2. 高效性：POS辅助航空摄影测量技术的测量效率比传统的航空摄影测量技术更高。

3. 自动化：POS辅助航空摄影测量技术通过数字化处理和测量，实现了测量的自动化，进一步提高测量的精度和效率。

4. 广泛应用：POS辅助航空摄影测量技术在高精度地图、数字地球等领域中具有广泛的应用。

1. 道路与地形测量：POS辅助航空摄影测量技术可以应用于道路与地形的测量，通过测量道路和地形的三维点云数据，可以实现道路、海岸线、山脉等地形的动态监测和变化分析。

总之，POS辅助航空摄影测量技术在现代化的数字地球、智慧城市建设和国土空间规划实践中，具有广泛的应用前景和发展潜力，这也是无人机技术在航空摄影测量领域的一项重要创新。

航空摄影测量中POS系统高精度定位技术

明双向滤波算法定位精度优于传统卡尔曼滤波。
关键词：航空摄影测量；ＰＯＳ；双向滤波；卡尔曼滤波；Ｒ＿Ｔ＿Ｓ平滑滤波中图分类号：Ｖ２４９．３文献标志码：Ａ文章编号：１００６ — ７９４９（２０１３）０３００１６ — ０４
ｆｉｘｅｄｉｎｔｅｒｖａｌｓｍｏｏｔｈｉｎｇ（Ｒａｕｃｈ — Ｔｕｎｇ — Ｓｔｒｉｅｂｅｌ，ＲＴ— Ｓ）ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｔｈｅｒｅｂｙａｄａｔａｆｕｓｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｆｉｌｔｅｒｉｎｇｂｅｉｎｇｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｆｌｉｇｈｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｄａｔａｆｏｒａｌｇｏｒｉｔｈｍｖａｌｉｄａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ
ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｆｉｌｔｅｒｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｗｈｉｃｈｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｔｈｅｆｏｒｗａｒｄＫａｌｍａｎｆｉｌｔｅｒａｎｄｒｅｖｅｒｓｅ
Ｓｙｓｔｅｍ（ＰＯＳ）．ＦｏｒＰＯＳａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎａｅｒｉａｌｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ，ａｂｉ —

试述航空摄影测量中POS技术的应用

试述航空摄影测量中POS技术的应用摘要：随着我国测量工作的不断开展，各种新型的测量技术也开始应运而生，目前，一些发达地区在进行测量工作时，都会采用航空摄影测量技术，不仅提高了测量的工作效率和工作质量，而且对于我国测绘事业的长期发展也有着很大的推动作用。

但在实际运行时，由于航空摄影测量中POS系统会经常出现一些误差，所以导致航空测绘数据的准确性也是大打折扣，因此，必须对航空摄影测量中POS系统的应用和误差进行全面的分析，这样才能彻底解决误差问题，保证航空测量的准确性和实效性。

关键词：航空摄影测量；POS技术；应用POS测量技术是目前航空摄影测量最先进的技术，它集精确的定姿、定位于一体，结合高分辨率的数字摄影成果，极大地提高了加密像控点和外方位元数的解算精度，使得立体像对的建立与地面坐标系统的统一精度更高了，从而提高了立体测图精度。

引入POS技术的数字摄影测量，由于成图速度快、精度高的优点，在大面积的工程地形测量中，具有独特的优势。

POS数字航空摄影测量系统，由自动定姿系统(IMU)与实时差分定位系统组成DGPS组成，包括地面基准站、卫星组及航空摄影站。

IMU系统可精确测定航摄站在摄影瞬间的姿态参数;DGPS定位系统是利用地面基准站与摄站中心的流动站之间的差分技术，精确测定设站中心的空间坐标。

立体测图是在立体模型上采集数据，立体模型是通过航空摄影获取的立体像对经过相对定向建立。

立体测图的几何精度主要靠基像控点的精度与外方位元数的精度来保证。

立体模型的建立以及立体模型与地面控制系统的统一，是通过野外像控测量的方法完成。

传统的方法是，在野外选择条件合适的目标点打桩并在像片上刺点，然后将地面目标点采用控制测量的方法进行连测，求得像控点的地面坐标，最后利用像控点的像片坐标与地面坐标，以共线方程解算出像片基本定向点的地面坐标及其外方位元素，供立体像对的构建及与地面控制系统的统一。

引入POS技术后，由于DGPS空间定位精度与IMU惯性定姿精度很高，因此，大大地提高了像片基本定向点与外方位元素的解算精度，从而保证了地形图测绘的几何精度。

POS系统分析及其应用

《摄影测量原理》POS系统及其应用分析罗胜11020083003POS系统及其应用分析摘要:本文主要介绍POS系统的技术原理以及其进一步应用分析。

首先对POS系统的系统构成进行详细的分析，然后结合目前的POS系统应用分析其精度特点，最后对POS系统在军事测绘中的进一步研究方向提出了展望。

关键词: POS GPS/IMUPOS系统，全称定位定向系统，由GPS和IMU惯性导航设备构成，它作为一种能实时提供所在平台位置和姿态的一种定位定向系统，目前已经在导航制导、目标侦查、航空航天遥感等各个领域得到了广泛的应用。

随着计算机技术及IMU制造技术的不断进步，其实时数据处理的速度大大提高，且定位定向的精度也在不断提高，这将极大地拓展POS系统的应用范围，从而在传统的传统测绘领域中带来革命性的变革，因此必将成为人们研究的一个热点。

一、POS系统介绍1、系统组成POS系统集DGPS技术（Differential GPS）和惯性导航(Inertial Navigation System)技术于一体，主要组成部分有GPS接收机和IMU设备。

其中GPS接收机接收定位数据，IMU提供设备瞬间的速度、加速度和方向信息，然后通过POS处理软件对所接收的定位定向信息进行数据处理，获得载体设备的定位定向数据。

2、技术分析IMU是一种既不依赖于外部信息、又不发射能量的自主式导航设备，在应用时不怕外界的干扰，且隐蔽性好。

同时它又具有数据更新率高、短期精度和稳定性好的优点，因此在军事及民用导航定位领域发挥着越来越大的作用。

然而它自身也存在着缺点，其单独使用时存在着定位误差随时间积累的缺点，因此对于要求有快速反应能力的应用或者执行时间较长的任务来说这无疑是致命的弱点。

GPS是一种星基无线电导航和定位系统，能全天候、全天时、连续地提供接收站所在的高精度地理位置信息。

但是GPS也存在着动态响应能力较差、易受电子干扰的影响等缺点。

POS系统是一种将GPS技术的长期高精度性能特性与惯性导航技术的短期高精度相结合的组合导航定位系统，能很好地弥补两种技术的缺陷，形成性能互补：当要求的输出频率高于GPS的数据输出频率时，可使用惯导数据在GPS相继两次更新之间进行内插；GPS数据对惯导的辅助，可是惯导在运动过程中进行初始对准，提高了惯导设备的快速反应能力；由于GPS信号易受到干扰或遮挡从而造成卫星失锁，惯导可以对GPS辅助帮助接收机快捷地重新捕获GPS信号。

浅谈POS辅助航空摄影测量技术及应用

浅谈POS辅助航空摄影测量技术及应用航空摄影测量技术是指通过航空器或无人机等设备进行摄影并对其进行分析，从而获取地表特征并生成地图等产品的过程。

而POS（Position and Orientation System）辅助技术则是指通过使用惯性测量单元、 GPS 和地标等多种传感器来实时获取飞行器的位置和方向信息，以提高摄影测量精度和效率。

本文将从该技术的原理、优势和应用实例等方面进行探讨。

一、POS辅助技术的原理POS技术运用了惯性测量单元（IMU）、全球定位系统（GPS）和地标等多种传感器，实时获取航空器的位置和方向信息。

其中，IMU用于获取航空器的加速度、角速度和角度等信息，GPS用于获取航空器的位置和高度信息，而地标则用于获取飞行方向信息。

在飞行过程中，POS系统会将这些传感器获取的数据进行自动处理和融合，得到准确的位姿信息。

1、提高测量精度：利用POS技术获取的准确位置和方向信息，可以在数据处理过程中精确地对影像进行校正和匹配，从而提高数据的测量精度。

2、提高测量效率：POS技术可以实时获取飞行器的位置信息，不需要在摄影时进行后续的位置检查，从而大大提高了摄影测量的效率。

3、适用范围广：POS技术适用于各种类型的航空器和无人机设备，可以帮助摄影测量任务在各种地面环境下完成，具有更高的适应性和泛用性。

1、航拍地图制作：POS技术可以提供高精度的定位和姿态信息，从而精确构建地图等产品。

2、城市建设规划：利用POS技术，可以在快速地进行城市建设规划，对土地、建筑、道路等进行高精度的测量和分析。

3、资源勘察和环境监测：利用POS技术，可以对资源和环境进行更加高精度的勘查和监测，方便决策和规划。

综上所述，POS技术是一项重要的航空摄影测量辅助技术，可以提高摄影测量的精度和效率，适用于各种类型的航空器和无人机设备，并可以在地图制作、城市规划、资源勘察和环境监测等方面得到广泛的应用。

POS系统在无人机航空摄影中的应用

POS系统在无人机航空摄影中的应用作者：王贤来源：《电脑知识与技术》2018年第06期摘要：随着计算机和通信技术的发展，人们对无人机航空摄影定位定向的精度提出了更高的要求，将POS系统定位定向技术应用于无人机航空摄影中，能够得到载体实时性强、准确度高的位置和姿态信息。

本文首先对POS系统的硬件组成进行了相关介绍，然后对POS系统在无人机进行航拍过程中的定位定向原理进行了分析，最后针对目前POS系统在航空摄影中的实际应用，介绍了POS系统未来的发展趋势和应用前景。

关键词：POS系统；无人机；航空摄影中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）06-0222-03无人机具有控制方便，飞行灵活等特点，因此成为航空摄影中一种十分重要的飞行平台，尤其对于人类无法涉足的危险区域，比如地震、火灾等紧急状况突发地区，无人机可以提供有效的现场信息，实时传回紧急事件发生地区的影像资料，人们根据无人机反馈的现场信息以便快速展开救援工作。

随着城市的智能化发展，无人机在航空摄影中扮演越来越重要的角色，因此，无人机如何准确、快速地获取目标区域的位置和姿态信息，是航空摄影测量面临的新的挑战。

近些年来，随着多种新型传感器的涌现和计算机通信技术的快速发展，将POS系统应用于无人机航空摄影中，为目标地区影像数据的获取提供了新的技术手段，能够实现快速、准确地获取航拍区域有效信息的目标。

1 POS系统硬件及各部分功能介绍POS系统的硬件组成主要包含计算机控制系统、惯性测量单元IMU，以及GPS接收机。

GPS接收机可以提供距离与波段等数据信息，当观测到4颗卫星以上时，采用载波相位差分动态定位技术，将地面基准站和机载GPS的相位信息进行处理，最后得到机载GPS的空间位置信息；惯性测量单元IMU附着在传感器的中心，它由数字化电路、陀螺仪、加速度计以及进行温度补偿与信号调解的处理器组成，IMU用于获取其相对地面的速度、位置和姿态数据，为了减小测量数据的误差，IMU通常需要保证其体积足够小，重量足够轻；计算机控制系统给传感器提供采样时间标识，它和GPS接收机、惯性测量单元IMU以及传感器协同工作，可以在无人机进行航拍的时刻，同时获取位置和空间姿态数据。

高精度GNSS定位技术在航空摄影测量中的应用

高精度GNSS定位技术在航空摄影测量中的应用航空摄影测量是一种利用航空器、高分辨率相机和高精度定位技术进行地面物体测绘的方法。

其中，高精度GNSS定位技术起到至关重要的作用。

本文将探讨高精度GNSS定位技术在航空摄影测量中的应用，并简要介绍其原理和发展趋势。

一、高精度GNSS定位技术的原理GNSS（Global Navigation Satellite System）即全球导航卫星系统，是由多颗卫星组成的系统，为用户提供全球范围内的三维定位和导航服务。

高精度GNSS定位技术是通过接收多颗卫星的信号，并利用数学模型对信号进行处理，计算出接收机的空间坐标和钟差等参数，从而实现高精度的定位结果。

高精度GNSS定位技术的主要原理包括：1. 多普勒效应：利用多普勒效应测量信号的频率变化，从而得到接收机与卫星之间的相对速度。

2. 伪距观测：接收机通过测量信号从卫星到接收机的传播时间，计算出距离，并结合精确的星历信息，计算出接收机的位置，即伪距观测。

3. 载波相位观测：利用载波相位观测量测卫星与接收机之间的相位差，从而计算出相对位置。

二、1. 高精度控制点定位：在航空摄影测量过程中，为了保证数据的准确性和一致性，需将地面控制点进行精确的定位。

采用高精度GNSS定位技术，可以提供厘米级甚至亚厘米级的定位精度，确保控制点的位置信息精确可靠。

2. 相机定位辅助：航空摄影测量中的相机定位是一个重要的环节。

通过将相机与GNSS接收机进行集成，可以获得相机的三维位置和姿态信息。

这样，在后续的影像处理和地物解译过程中，可以更准确地匹配图像特征点，提高产品的质量和精度。

3. 姿态测量：航空摄影测量中的姿态测量是指确定航空器相机的旋转参数。

高精度GNSS定位技术可以为姿态测量提供高精度的基准，通过与惯性导航系统的集成，实现航空器的姿态定位，提高摄影数据的准确性。

4. 缩略图制作：在航空摄影测量中，制作精度较高的缩略图对于数据处理和后期分析非常重要。

浅谈POS辅助航空摄影测量技术及应用

浅谈POS辅助航空摄影测量技术及应用POS（Position and Orientation System）是一种高精度的位置和方向系统，采用组合式定位技术，可以同时完成位置和方向的测定。

POS辅助航空摄影测量技术就是利用POS 系统，结合航空摄影测量技术，实现航空摄影测量精度和效率的提高。

POS辅助航空摄影测量技术的关键在于精准的定位和姿态测量。

通过POS系统，在飞行过程中可以实时获取飞机的姿态信息和位置信息，进而对航空摄影数据进行准确的定位和融合。

这样一来，就可以避免摄影数据在测绘过程中的重叠部分不一致、摄影时间问题等，保证摄影测量数据的准确性和完整性。

在POS辅助航空摄影测量技术中，还有一个重要的概念就是航摄控制点。

航摄控制点是通过地面点、信标设备或GPS测量设备等手段，对航空摄影测量区域进行控制测量，以确定摄影测量图像的位置和方向。

通过POS系统的测定和航摄控制点的辅助，可以实现对航空摄影测量数据的精确处理和计算。

POS辅助航空摄影测量技术通过结合POS系统和航空摄影测量技术，实现了飞机的姿态和位置信息的准确获取，从而提高了航空摄影测量的精度和效率。

这一技术在城市规划、地理信息系统、资源调查等领域有着广泛的应用前景。

1. 城市规划与土地利用2. 自然资源调查与监测POS辅助航空摄影测量技术也在自然资源调查与监测中有着重要的应用。

在自然资源调查中，通过航空摄影获取自然资源的分布情况，结合POS系统的定位和姿态信息，可以实现对自然资源的精确调查和监测。

可以通过POS辅助航空摄影测量技术获取森林、湖泊、湿地等自然资源的影像信息，对自然资源进行监测和评估，为自然资源的保护和合理利用提供科学依据。

3. 灾害监测与应急救援在灾害监测与应急救援中，POS辅助航空摄影测量技术也有着重要的应用价值。

通过POS系统获取的航空摄影影像数据，可以在灾害发生后快速获取灾害区域的影像信息，为灾害的监测和评估提供科学依据。

当代摄影测量新技术发展

Three-line pushbroom scanner
Backward scene Nadir scene Forward scene
composed of backward view lines
composed of nadir view lines
Backward
composed of forward view lines
2、像移补偿（FMC，Forward Mation Compensation） 3、像幅大小总体而言，数字航空摄影比胶片航空摄影有明显的优势，主要表现在: 数字航摄仪直接以数字方式记录和后续处理，不需暗室和扫描操作，有利于数字化处理流程；数字传感器可以以12位或16位的辐射量进行存储，影像信息更加丰富；数字传感器能够一次飞行可以获取多光谱影像，而光学胶片相机则需要多次飞行；数字航摄仪与POS的集成设计，有利于测图过程中减少地面控制点的要求，具有更好的几何要求。
图8 ADS40 彩色合成
ADS40的成像方式不同于传统航摄仪的中心投影构像，传统的航摄是在航线上了按着设计的重叠度拍摄像片，每张像片是中心投影。 ADS40得到的是线中心投影的条带影像，每条扫描线具有独立的摄影中心，拍摄的得到的是一整条带状无缝隙的影像。
UltraCam3、UltraCam-D数字航摄仪 UltraCam-D（简称UCD）数字航摄仪是由奥地利 Vexcel公司开发生产的，也是属于多镜头组成的框幅式数字航摄仪，一次摄影可以同时获取黑白、彩色和彩红外影像。
GPS satellites
ADS40 system
GPS ground reference station
图5
ADS40数字航摄仪 ADS40数字航摄仪

航空摄影测量的空间定位技术

航空摄影测量的空间定位技术航空摄影测量是一种利用航空器对地球表面进行影像获取和数据采集的技术。

而航空摄影测量的空间定位技术则是该技术中不可或缺的一部分。

空间定位技术在航空摄影测量中的应用，为我们提供了大量的地理空间数据，使得我们能够更准确地了解地球表面的变化和特征。

本文将探讨航空摄影测量的空间定位技术的原理和应用。

首先，我们来了解一下航空摄影测量的基本原理。

航空摄影测量利用航空器搭载的相机或传感器对地表进行连续拍摄或扫描，获取大量影像或点云数据。

然后，通过对这些数据的处理和分析，可以得出地表的三维坐标和形状信息。

而空间定位技术则是通过对这些影像或点云数据进行几何校正和定位，将其精确定位在地球坐标系中的技术。

航空摄影测量的空间定位技术主要包括两个方面：摄影测量中的相对定位和绝对定位。

相对定位主要通过对航空影像或点云数据进行三角测量，确定各个测量点之间的相对位置关系。

这种相对定位能够提供较高的精度和稳定性，是其他测量和定位技术的基础。

而绝对定位则是通过将影像或点云数据与已知的地面控制点进行匹配和校正，确定其在地球坐标系中的绝对位置。

绝对定位能够提供更准确和可靠的地理空间信息，为地理信息系统和城市规划等应用提供了基础数据。

现代航空摄影测量的空间定位技术主要包括全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）、地物特征匹配等多种技术手段。

其中，全球定位系统作为一种基于卫星的导航系统，可以通过接收多颗卫星发射的信号，确定航空器在地球表面的位置和速度。

全球定位系统的定位精度和稳定性较高，广泛应用于航空摄影测量中的空间定位。

惯性导航系统则是通过测量航空器的加速度和角速度，推算出其位置和姿态信息。

惯性导航系统具有较高的响应速度和稳定性，在航空摄影测量中的相对定位和纠偏处理中有重要应用。

地物特征匹配则是通过提取航空影像或点云数据中的地物特征，与地面控制点进行匹配和校正。

这种技术相对简单易行，但在环境复杂或特征匹配困难的情况下，定位精度和可靠性可能较低。

试论航空摄影测量技术在测绘中的优势

试论航空摄影测量技术在测绘中的优势航空摄影测量技术是一种利用航空器对地面进行摄影，并通过图像处理和测量方法获取地理空间数据的技术。

它具有以下几个优势：1. 高效性：航空摄影测量技术可以快速获取大范围的地理空间数据。

由于航空器可以在短时间内覆盖大面积地区，因此可以高效地获取大量的图像数据。

这种高效性使得航空摄影测量技术在大规模测绘项目中具有巨大的优势。

2. 高精度性：航空摄影测量技术可以提供高精度的地理空间数据。

通过对航空摄影图像进行测量，并结合精确的定位系统和地理信息系统，可以得到具有亚米级或厘米级精度的地理空间数据。

这种高精度性使得航空摄影测量技术在需要高精度的测绘项目中具有显著的优势，例如城市规划、土地利用管理、水资源管理等。

3. 大数据处理能力：航空摄影测量技术可以应对大规模的数据处理需求。

由于航空摄影测量技术能够在短时间内获取大量的图像数据，因此在处理这些数据的过程中需要有强大的计算和存储能力。

航空摄影测量技术还需要进行图像匹配、三维重构、地物提取等一系列复杂的数据处理操作。

这种大数据处理能力使得航空摄影测量技术可以广泛应用于各种测绘项目中。

5. 多维信息获取能力：航空摄影测量技术可以获取多维信息。

通过对航空摄影图像进行测量和处理，可以获取地物的二维坐标、高程、形状、纹理等多维信息。

这种多维信息获取能力使得航空摄影测量技术可以满足各种测绘项目对地理空间数据的不同需求。

航空摄影测量技术具有高效性、高精度性、大数据处理能力、全球覆盖能力和多维信息获取能力等优势，在测绘中发挥着重要的作用。

随着航空器和传感器技术的不断发展，航空摄影测量技术的应用领域将会进一步拓展，为地理空间数据的获取和利用提供更多的可能性。

优化航空摄影测量中的航线设计与高程控制方法

优化航空摄影测量中的航线设计与高程控制方法航空摄影测量是一种应用遥感技术获取地表信息的重要手段，其在地理测绘、城市规划、自然资源管理等领域具有广泛应用。

而在航空摄影测量中，航线设计和高程控制是关键步骤，对于数据质量和成果精度有着重要影响。

本文将探讨如何优化航空摄影测量中的航线设计与高程控制方法。

一、航线设计航线设计是指在摄影任务区域内确定航线的路径和航迹，以保证覆盖率和航向重叠率。

在设计航线时，需要综合考虑地形地貌、任务区域面积以及设备性能等因素。

首先，航线设计需要根据任务区域的地形地貌特征进行合理规划。

对于复杂的地形地貌，可以采用多航线覆盖的方式，以增加重叠区域，提高数据质量。

其次，航线设计还应考虑任务区域的面积和设备性能。

较大的任务区域可以采用网格布置方法，将整个区域划分为若干个小区域，再设计相应的航线。

而设备性能则决定了航线的飞行高度和速度，需要根据设备的能力和任务需求进行平衡。

高程控制是指在航空摄影测量中准确测量和控制飞行高度，以获取垂直方向的信息。

在摄影测量中，高程控制的准确性对于地形测量的精度至关重要。

在优化航空摄影测量中的高程控制方法时，可以从以下几个方面考虑：1. 预先测量地面控制点预先测量地面控制点可以提供高程控制的参考标准，以确保摄影测量的准确性和一致性。

通过在任务区域内选择典型地物，进行精确测量并建立控制点库，可以为后续航空摄影测量提供参考。

2. 采用全球定位系统（GPS）技术全球定位系统（GPS）技术可以提供高精度的位置和高程信息，用于导航和高程控制。

在航空摄影测量中，可以利用GPS技术实现实时定位和航线控制，以减小偏差和误差。

3. 考虑地形地貌特征地形地貌特征对于高程控制具有重要影响。

在测量前，需要对任务区域的地形地貌特征进行精确分析和建模，以了解地形起伏、坡度和坡向等信息。

在飞行过程中，可以根据地形地貌特征进行动态调整，以保证飞行高度的一致性和准确性。

4. 采用惯性导航系统（INS）惯性导航系统（INS）可以通过测量飞行器的加速度和角速度来实现航线控制和高程控制。