GPS辅助空中三角测量
【武汉大学-摄影测量学-解析空中三角测量的最新发展】8.3.3GPSIMU辅助空中三角测量
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摄影测量基础
POS辅助光束法区域网平差算例
❖ POS外方位元素观测值文件 ❖ 各种观测值权的设定 ❖ 直接定向法立体模型恢复 ❖ POS辅助光束法区域网平差
WuCAPS
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当代摄影测量加密 方法的比较
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arcsin(-a3 )
+
a a
+
(t
t0
)
b b
arctg(-aa12
)
a
b
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I
IMU质心
Z
Y
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S 摄影中心
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X M
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POS辅助空中三角测量
Z Y X
Si
Si+1
待定点 平高控制点
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POS辅助空中三角测量的地面控制点
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A
机载GPS天线相位中心
X A u X s YALeabharlann R vYsZ
Z A w Zs
M
GPS天线相位中心的几何关系
wv u
航摄仪投影中心
S y x
Y X
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POS质心的几何关系
A
天线相位中心
R RIMU RB
a
rctg(-b3 c3
)
10套
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IMU安装
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天线
基于PPP的无地面控制GPS辅助空中三角测量研究
差 的方 法 。并 在 Ｓ ＷＤＣ数 码 航 测 系 统 支 持 下 ， 合 桂 林 地 区 的航 摄 资 料 进 行 相 关 试 验 ， 验 结 果 表 明 ， 地 面 控 制 结 试 无 的 Ｇ Ｓ 助 空 中 三角 测 量 可 以满 足 中小 比例 尺成 图 的加 密 要 求 。 Ｐ 辅 关 键 词 ： 密 单 点 定位 ； Ｐ 精 Ｇ Ｓ辅 助 光 束 法 区 域 网 平 差 ； 地 面控 制 ； 差模 型 ； 分 定 位 无 误 差
来 获取 摄影 时刻 Ｇ Ｓ天 线相位 中心 的三 维坐 标 ， Ｐ 并
测绘 领域 的相 关 学者 开 始 了将 ＧＰ Ｓ定 位技 术 应 用
于 空 中三角测 量 的研 究工 作 ， 在 随后 的 ２ 并 ０多 年时
间里 取得 了许 多研究成 果 ｌ Ｊ 这些成 果 在提 高作 业 １，
中图分类号 ： ２ ８ ４ Ｐ ２．
文献标 志码 ： Ａ
文章 编号 ：０ ６７ ４ （０ ０ ０ —０ ９０ １ ０—９ ９ ２ １ ｝６０ ０—４
Ｔｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ＧＰＳ ｓ ｐｐ ｒ ｅ ｅ ０ ｒ ａ ｇ ｌ ｔ０ ｔ ｕ — ｕ ｏ ｔ ｄ ａ ｒ ｔ ｉ ｎ ｕ ａ ｉ ｎ ｗｉｈｏ ｔ
ｐ ｓｔ ｎ ｎ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｒ ｃｓ ｏ ｎ ｏ ｉｉ ｎ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉ ｓ ａ ｐ ｉｄ ｉ ｏ ｉｉ ｉ ｇ ｎ ｈ ｔ ｏ ｆ ｐ ｅ ｉｅ ｐ ｉ ｔ ｐ ｓｔ ｉ ｇ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ｐ ｌ ｎ ＧＰＳ ｓ ｐ ｏ ｔ ｄ ｂ ｎ ｌ ｏ ｏ ｅ －ｕ ｐ ｒｅ ｕ ｄ ｅ
GPS辅助空中三角测量在低空航测大比例尺地形测图中的应用
GPS辅助空中三角测量在低空航测大比例尺地形测图中的应用本文基于无人机航拍摄影技术，对GPS辅助空中三角测量技术进行了详细地探讨，着重介绍了无人机航拍技术的特点、应用范围以及GPS辅助空中三角测量技术的工作原理、应用优势与其未来的发展，标签：GPS辅助空中三角测量；精度；低空航测；地形测图一、无人机航拍的概述随着我国经济建设的迅猛发展，各个地区自身的地貌均发生了相应的变化，传统航空遥感技术手段已经不能满足当前经济发展的需求，需要一种新型的遥感技术来为我国未来的文化事业与经济建设服务，其中无人驾驶飞机的发展正好为空中遥感技术的发展提供了一个平台，随之发展成为了无人机航拍，在一定程度上能够满足我国当前对航空遥感事业的需求，能够及时对一些陈旧的地理资料实施更新。
（一）无人机航拍的简介随着我国信息化建设的快速发展，数字城市、数字环保、数字公安、数字国土、数字能源以及数字林业等一系列数字化的建设进程也逐渐加快，取得了一定的成绩。
所谓无人机航空摄影就是利用无人驾驶飞机作为其空中平台，通过机载遥感设备来获取相关的信息，接着利用计算机来处理图像，且根据相应的精度要求来将其制作成图像。
（二）无人机航拍摄影的特点无人机航拍摄影具有高清晰、高现势性、大比例尺和小面积等，尤其适合带状地区航拍影像的获取。
同时无人驾驶飞机便于航拍的摄影，利于转场的遥感平台，在起飞或者降落的时候，受场地的影响和限制比较小，在公路、操作或者其他一些较为开阔的地方都可以起降，其安全性与稳定性较好，便于转场。
要想获取遥感信息，其中最重要的一个手段就是多功能和多用途的影像系统，遥感航拍所采用的摄像器材与摄影器材为经过改装后的照相机，能够拍摄黑白或或者彩色的负片以及反转片。
此外，还可利用小型的摄像机或者视频无线传输的技术来实行彩色摄制。
总而言之，无人机航最为突出的特点就是小型轻便、轻型化、低噪节能、小型化、高效机动、智能化、影像清晰等。
（三）无人机航拍的应用范围无人机航拍应用范围，随着社会经济的快速发展，无人机航空拍摄技术已经被广泛地应用于土地利用调查、城市规划与市政管理、国家生态环境保护、农作物长势监测与估产、数字地球、农业作业、森林病虫害防护与监测、海洋环境监测、矿产资源勘探、自然灾害监测与评估、国防事业、公共安全、水资源开发、以及广告摄影等各个领域，其應用市场需求非常的光广阔。
无人机测量空中三角测量技术应用
无人机测量空中三角测量技术应用摘要：随着时代的进步和科学的发展，无人机技术发展迅速，测量摄影的相机和无人机相互结合进行空中测量更是取得了重大突破。
又因为无人机具有很多的优势，例如无人机测量可以摆脱自然环境和突发灾害的阻碍，并且能够同步传输数据，达到低成本、高效率的测量效果。
空中三角测量结合了无人机和高新计算机技术，测量准确度与日俱增。
本文通过对空中三角测量方法进行阐述，对无人机测量空中三角测量技术应用进行分析。
关键字：无人机；空中三角测量技术；技术应用引言无人机，顾名思义就是指无人驾驶的航空飞行器。
我国的无人机发展时间相对较短，部分技术还不够成熟，需要广大技术人员进行深入探索与研究。
无人机飞行器上往往安装着定位系统、飞行驱动系统、导航系统等等，体积较小，便于携带也易于操作，应用较为便利。
无人机测量能够携带不同型号、不同像素的相机，以满足各种摄像需求。
由于无人机技术优点显著，不仅应用到各项应用中去，在一些基本数据的收集和测量领域的应用也越来越广泛。
一、空中三角测量空中三角测量是为野外没有控制点的地区测量绘图提供主要的控制点。
根据这些控制点进行高度和平面位置的测量。
空中三角测量主要包括解析空中三角测量和模拟空中三角测量两种。
无人机遥感的测量方法主要是利用了相片中的几何特性，对于控制点建立起与之相对应的航线相关模型或者是与环境相对应的网络模型，再根据这些模型获取控制点的地理位置坐标和高度，进一步得出相对应的地形图。
二、空中三角测量方法空中三角的测量方法可以概括性的总结为三个发展阶段，第一阶段是模拟空中三角测试，第二阶段是解析空中三角测量，最后阶段是数字空中三角测量。
模拟空中三角测试大多数情况是使用模拟器进行光学操作，这种测量的方式存在一定的弊端，局限性大，效率相对较低，所测量的结果准确度和精确度不够高。
解析空中三角测量方法相对于模拟空中三角测量方法在精度和效率上有所提高，但是转化过程中会消耗大量的人工，浪费时间成本，人为的操作也会降低一些精确度。
GPS和POS辅助空中三角测量PPT
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一、GPS辅助空中三角测量
GPS摄站坐标误差方程
顾及动态GPS定位之系统误差
XA XS u aX
bX
YAYS RvaY(tt0)bY
ZA ZS w aZ
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线性化之误差方程
v v vY Z X A A A X A ,,Y A ,, Z A X Z Y S S S R w u v a a a Y X Z (t t0) b b b Y X Z Y Z X A A A 算 Y Z X A A A 测
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一、GPS辅助空中三角测量
GPS辅助光束法误差方程
将GPS摄站坐标视为带权观测值引入自检校光 束法平差所得到的一个基础方程
Vx AtBxCc
lx 权E
Vc Exx
lc 权Pc
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Ecc
ls 权Ps
Vg At
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一、GPS辅助空中三角测量
GPS辅助光束法法方程
二、POS辅助空中三角测量
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二、POS辅助空中三角测量
POS系统
航摄相机 导航控制系统 IMU高精度姿态测量系统 IMU与相机连接架 机载DGPS天线 地面DGPS基站接收机
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二、POS辅助空中三角测量
直接测量 摄影时刻 像片位置
与姿态
精精度度
mXs mYs mZs 5~10cm m m 0.00518
GPS定位原理
精选PPT
4
一、GPS辅助空中三角测量
为什么要引入GPS辅助空三
传统的空中三角测量总是采用航空摄影、野外测量分布于特 定位置上的地面控制点、量测光学硬拷贝像片获取像点坐标并以 地面控制点为基准进行最小二乘平差以确定地面目标的空间位置 的作业模式。这种作业模式, 周期长, 成本高, 自动化程度低。尤 其是野外控制测量, 施工环境差, 作业员背负仪器, 跋山涉水逐点 进行, 劳动强度之大不言而喻。
空中三角测量方法与技巧
空中三角测量方法与技巧在地理测量领域中，空中三角测量是一种非常常见和有效的测量方法。
它通过计算角度、距离和高度的关系来确定地球上不同点之间的位置关系。
空中三角测量方法和技巧的运用，对于地理测绘、城市规划以及导航系统的建立等方面都具有重要意义。
本文将介绍空中三角测量的基本原理、常用仪器和技巧，以期给读者一个系统全面的了解。
1. 基本原理空中三角测量的基本原理是利用三角形的性质来计算位置。
首先，我们需要选择一个适当的控制点，作为测量的基准点。
然后，通过测量每个目标点与基准点之间的角度和距离，以及目标点的高度，我们可以根据三角形的关系计算出目标点的准确位置。
这种测量方法的优点在于可以在较大的范围内进行，而不受地形和障碍物的限制。
2. 常用仪器在空中三角测量中，我们常用的仪器包括全站仪、经纬仪、测距仪和全球定位系统（GPS）等。
全站仪是一种多功能测量仪器，可以同时测量目标点的水平角、垂直角和斜距，它的使用可以大大提高测量的精度和效率。
经纬仪主要用于测量目标点的水平角和垂直角，在一些较小范围的测量中依然具有一定的优势。
测距仪是测量目标点与仪器之间距离的工具，其原理可以分为直接测距和间接测距两种方法，根据具体的测量需求选择适合的方式。
GPS是一种全球卫星定位系统，通过接收卫星信号来测量目标点的位置，它可以在空中三角测量中提供高精度的位置信息。
3. 测量技巧在进行空中三角测量时，有一些技巧是需要注意的。
首先，我们要选取一个合适的控制点作为基准点，该点应当具有较好的稳定性和可靠性，同时应当离目标点较近，以便提高测量精度。
其次，我们应当在测量过程中注意排除误差的影响，例如，在测量角度时要保持仪器的稳定性，避免震动和摇晃。
另外，在测量角度和距离时，要尽量选择正面视距较大的目标点，这样可以减小测量误差。
此外，还需要合理设置观测顺序，以便提高测量效率。
4. 应用领域空中三角测量方法和技巧在许多领域都有广泛应用。
首先，在地理测绘领域，空中三角测量是制作地图和测量地形的重要手段之一。
空中三角测量技术的原理与实施步骤
空中三角测量技术的原理与实施步骤空中三角测量技术是一种基于三角测量原理的测量方法，通过利用空中摄影测量的原理和实施步骤来实现对地面目标的测量和定位。
在现代遥感和地理信息系统中得到广泛应用，为我们提供了大范围的地理信息数据，支持地图制作、城市规划、环境监测等多个领域。
一、原理空中三角测量技术的原理基于三角形的几何关系。
在地面目标测量中，通过测量摄影机成像的影像上目标的像点坐标，并结合航空摄影测量仪的内外方位元素，与摄影测量仪的基线向量，可以构建一个空间三角形。
根据三角形的几何关系，通过对角三角形的边长、角度等参数的测量，可以计算出地面目标的坐标。
在实际应用中，航空摄影仪通过拍摄目标图像，产生像点坐标，然后根据摄影测量仪的内外方位元素，将像点坐标转化为地面坐标。
其中，内方位元素包括摄影机的焦距、主点位置以及透镜畸变参数，外方位元素包括飞机的坐标、姿态和轨迹等。
二、实施步骤空中三角测量技术的实施步骤主要包括航空摄影、相片测量、成图等环节。
航空摄影是整个空中三角测量的第一步。
一架配备了摄影测量仪的航空相机安装在航空器上，通过飞行航线规划进行航空摄影。
相机按照一定的拍摄模式，连续拍摄地面目标的影像。
同时，在摄影飞机上还需设置全球定位系统（GPS）和惯性测量设备（IMU）等用来获取飞机的位置姿态信息。
相片测量是对航拍的影像进行测量与解算，得到影像上目标的像点坐标，并且计算其地面坐标。
首先需要对影像进行控制点标注，即在影像上选择具有已知地面坐标的点，作为基准点用于定位和校正。
然后对影像进行内外方位的解算，获得摄影测量仪的内、外方位元素。
最后，根据像点坐标和内外方位元素，通过空中三角测量原理计算出地面目标的坐标。
成图是将测量得到的地面目标坐标进行绘图和制图的过程。
通过将地面目标的坐标点进行数字化处理，可以生成数字地图或者相应的空间模型。
三、应用与前景空中三角测量技术在地理信息领域的应用非常广泛。
首先，在地图制作方面，空中三角测量是绘制地图的重要工具之一。
GPS辅助空中三角测量原理及其应用
助数 据精度 不高 ， 直 未 能得 以应用 。随着 计 算机 技 术 、 一 卫 星通信技术 等 的发展 ， 进入 ７ 年代 以后 ， ０ 出现 了新 一代
卫 星无线 电导航 系统一Ｇ Ｓ 球定 位 系统 （ ｌｂｌ ｏｉｏ Ｐ全 Ｇｏ ａ Ｐ ｓ ｉ ｔ— ｎｎ ｙｔ ， ｉ Ｓｓ ｍ） 由于它 取 代地 面 控 制 点 进行 空 中三 角 测量 ｇ ｅ （ Ｇ Ｓ辅 助空 中三 角测 量 ） 即 Ｐ 的研 究 ， 减少 了大 量 航 空摄 影测 量作业 ， 至可 以完全免 除地面 控制点 的空 中三角测 甚
维普资讯
７ ４
安 徽 农学 通 报 ， ｎ ｕ ． ｃ Ｂ ｌ ２０ １ （４）７ Ａ ｈｉ Ａ Ｓｉ ｕ１ ０ ７，３ １ ：４—７ ． ． ５
Ｇ Ｓ辅 助 空 中三角 测 量 原 理 及 其 应 用 Ｐ
李 伟 张 鹏
（ 州 市 郑 东新 区土 地 规 划 勘 测 中 心 ， 南 郑 州 郑 河 ４００ ） ５ ０ ８
中 图分 类号 Ｐ ２ ２８ 文 献 标 识 码 文章编号 １０ ７ ３ （０ ７ １ ７ ０ ０ ７— ７ １ ２０ ）４— ４— ２
传 统 的空 中三 角测量 总是采用 航空摄 影 、 野外 测 量分 布 于特定 位置 上 的地 面控制 点 、 量测光 学硬拷 贝像 片 获取 像点 坐标并 以地面 控制 点 为基 准 进行 最 小二 乘 平 差 以确
苦、 劳动 强度之 大不言 而喻 。 自５ ０年代 初 ， 民就 着手研 究 利 用各 种辅 助 数 据进 人 行空 中三角测 量 ， 以减少 地面控 制点 ， 由 于设 备 昂贵 、 但 辅
前 沿课题 ， 摄影测 量与非 摄影测 量观测 值联合 平差 中最 是 具 吸引力 和实用 价值 的 一个 学科 分 支 。它是 继 Ｇ Ｓ 大 Ｐ在
第19讲—GPS-POS辅助空中三角测量
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2 CU40控制单元: - 位置/姿态 POS计算机 3 MM40存贮器
4 OI40操作界面 5 PI40导航界面 6 PAV30平台
GPS 地面参考站
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山东科技大学测绘科学与工程学院
二、 航摄仪摄站坐标的测定
2、动态GPS定位测定航摄仪摄站空间位置
差分动态GPS定位是利用安设在一个运动载体和一个或多个地 面基准站上的GPS信号接收机来联合测定该运动载体的三维位置， 从而精确给出其运动轨迹的GPS测量方法。 按定位实时性要求，差分动态GPS定位可分为： 实时差分动态定位 后处理差分动态定位 按使用数据类型和方法的不同，分为： 位置差分 伪距差分 伪距相位综合差分 载波相位差分 在已知整周相位模糊度的情况下，利用载波相位可以获得厘米 级精度的差分动态定位结果，它非常适用于无需实时定位而要求高 精度位置的GPS辅助空中三角测量。
山东科技大学测绘科学与工程学院gps辅助空中三角测量概述gps辅助空中三角测量利用安装于飞机上与航摄仪相连接的和设在地面上一个或多个基准站上的至少两台gps信号接收机同步而连续地观测gps卫星信号同时获取航空摄影瞬间航摄仪快门开启脉冲通过gps载波相位测量差分定位技术的离线数据后处理获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标然后将其视为附加观测值引入摄影测量区域网平差中经采用统一的数学模型和算法以整体确定物方点位和影像方位元素并对其质量进行评定的理论技术和方法
一、 GPS辅助空中三角测量概述
7、利用模糊度在航解算方法来处理GPS信号的周跳和失 锁已获得成功，对于距离远达50km、高差大于2400m的差 分GPS测量亦能够迅速、有效地解出正确的整周相位模糊 度，在固定整周相位模糊度后可提供内精度优于１dm的 差分GPS定位结果。 ８、利用GPS数据进行区域网平差有明显的经济效益，即 使精度较差的GPS数据也可使带有地面控制的GPS辅助光 束法平差达到只有利用相当稠密的地面控制点所进行的常 规自检校光束法区域网平差才能达到的精度；无地面控制 的GPS辅助光束法区域网平差亦可满足高山区中小比例尺 测或是地图更新、资源调查等所需控制的精度。
第5章：空中三角测量及其发展
ü 根据像片上点的量测坐标 求出该点所对应的物方空 间坐标
（x，y） （X，Y，Z）
以及像片的外方位元素
（Xs，Ys，Zs ，…κ）
空中三角测量的基本方法 q 共线方程主要应用
a1 ( X − X s ) + b1 (Y − Ys ) + c1 ( Z − Z s ) x − x0 = − f a3 ( X − X s ) + b3 (Y − Ys ) + c3 ( Z − Z s ) a2 ( X − X s ) + b2 (Y − Ys ) + c2 ( Z − Z s ) y − y0 = − f a3 ( X − X s ) + b3 (Y − Ys ) + c3 ( Z − Z s )
T
∆v ∆ w ] aZ
∆Zs ]
T
上式为GPS 辅助空中三角测量新增的基本方程。
GPS辅助空中三角测量
q GPS辅助光束法区域网平差的误差方程
其矩阵形式如下：
V x = At + Bx + Cc Vc = Vs = Vg = A t Exx Ecc
− lx − lc − ls + Rr + Dd − l g
POS辅助全自动空中三角测量
POS辅助空中三角测量
q 目前世界上主要POS厂商有：
厂 商 Applanix IGI mbH 国 名 设备名 POS/AV-510 DG （系列） AERO Control IIb
加拿大 德国
q Applanix POS系统组成： ü 一个IMU
ü 一个GPS接收机
q 对摄影测量产品的思考
附有内、外方位元数的原始影像数据就是产品。从 传统的摄影测量而言，摄影的影像，只是原始的资 料。其它的用户可以购买拷贝片，作为下一步处理 的原始资料。但是现在，摄影被数字化了。如果我 们对原始的数字摄影进行了空中三角测量的处理， 这时影像的内方位元素、外方位元素已经是已知数 据，如果我们把内、外方位元素作为头文件与影像 数据一起刻在光盘上，这就是一个产品。 在数字摄影测量时代，“加密”的结果中，影像的方 位元素要比加密点的坐标重要得多。
空中三角测量的使用方法和技巧
空中三角测量的使用方法和技巧引言：空中三角测量是一种利用三角形的特性和测量原理来确定物体间距离和方位的方法。
它广泛应用于地理勘测、航空导航、遥感测绘等领域。
本文将介绍空中三角测量的基本原理、使用方法和一些实用技巧，以帮助读者更好地理解和应用这一测量方法。
一、基本原理空中三角测量基于三角形的相似性原理。
当我们观测到一个物体，且知道该物体相对于两个观测点的方向角（或称为方位角）时，我们可以在这两个观测点处建立一个观测基线，然后绘制一条从该基线上的某一点到该物体的测量线。
通过测量这两条线的长度和角度，我们可以利用三角计算方法来确定两个观测点与该物体之间的距离和方位。
二、使用方法空中三角测量的使用方法主要包括观测数据的收集、计算结果的推导和实际应用。
1. 观测数据的收集在进行空中三角测量之前，我们需要选择观测点和目标物体，并进行观测数据的收集。
观测点的选择需要考虑到观测点之间的基线长度和目标物体的可见性。
通常选择两个观测点，可以通过使用测量仪器（如全站仪或GPS）来测量观测点的坐标。
同时，我们还需要观测目标物体相对于观测点的方向角，可以使用指南针或导航设备进行测量。
2. 计算结果的推导收集完观测数据后，我们需要进行计算来确定目标物体与观测点之间的距离和方位。
首先，我们可以根据观测点的坐标和方向角计算出目标物体的空间坐标。
然后，利用三角计算方法可以推导出目标物体与观测点之间的距离和方位。
在实际计算中，我们可以使用计算机软件来辅助进行这些计算，以提高计算的准确性和效率。
3. 实际应用计算得到目标物体与观测点之间的距离和方位后，我们可以将这些结果应用于地理勘测、航空导航等领域。
在地理勘测中，空中三角测量可以用于确定地物的位置和形状，以制作精确的地图和地形模型。
在航空导航中，可以利用空中三角测量来确定飞机的位置和航向，以提供准确的导航信息。
三、实用技巧在进行空中三角测量时，有一些实用的技巧可以帮助我们提高测量的准确性和效率。
GPS辅助空中三角测量在实际生产中的应用
按 照Ｇ ／ １２ ４ ２ ０￣ Ｂ Ｔ ９９ － ０ ３ 航空 摄影 技术
匪圆
…。
工程技术
பைடு நூலகம்
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 ０ ９ １ ８ ） ０ 摘 要 ： Ｐ 助空 中三 角测量是 目前 国 内在 中 、 Ｇ Ｓｉ Ｊ ｔ ￣ 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 酒耒航 空摄 影项 目， 对ＧＰ 辅 助 空 中三 角测量 在技 术 方案 飞行 实施 ， 方位 元 素解算 以及 精度 评 定几个 方 面作 阐述 和分 析 。 Ｓ 外 关键 词 ： ｓ ＧＰ 辅助 空中三 角测量 摄 影测量 区域 网平差 精度 中图 分 类 号 ： Ｐ Ｔ ２ 文献标识码 ｛ Ａ 文 章编 号 ： ６ ３ ９ （ ０ １０ （） ０ ３ — ２ １ ７ － ７ １ ２ １ ） ７ｃ一 ０ ８ ０ ２ ＧＰ 辅 助空 中 三 角 测 量 即是 基 于 载 波 Ｓ 相 位 差 分 Ｇ Ｓ 态 定 位 技 术 或 精 密 单 点 定 Ｐ 动 位 技 术 获 取 航 摄 仪 曝 光 时 刻 摄 影 中心 的 三 维 坐 标 ， 其 作 为 观 测 值 参 与 摄 影 测 量 区 将 域 网平 差 ， 用 统 一 的 数 学 模 型 和 算 法 整 采 体 解 算 物 方 点 位 和 像 片 外 方 位 元 素 ， 对 并 其精度进 行评定的技术 和方法。 经过 ２ 多年 的 理 论研 究 、 际试 验 和 大 ０ 实 量 的 生产 实践 ， 国建 立 了较 为 完 整的 Ｇ Ｓ 我 Ｐ 辅 助 空 中 三 角测 量 理 论 ， 机载 Ｇ Ｓ Ｈ 中 从 Ｐ ￣位 心 与 航 摄 仪 投 影 中 心 的 几 何 关 系 出发 ， 建 立 了Ｇ Ｓ 站坐 标 观 测 方 程 ， 其 引入 摄影 Ｐ摄 将 测 量 区 域 网平 差 ， 构建 了Ｇ Ｓ 助光 束 法 区 Ｐ 辅 域 网平差 的完整数 学模型 ； 自行 研 制 了 两 套具 有ＧＰ 辅 助 光 束 法 区 域 网 平 差 功 能 的 Ｓ 摄影测 量加 密软 件Ｗ ｕ Ｓ Ｗｕ ａ Ｃ ｒ－ ＣＡＰ （ ｈ ｎ ｏ ｎ ｂｎ ｄ ｉｅ Ａｄｕ ｔ ｎ Ｐ ｏ ｒ ｍ ｙ ｔｍ）ｔ ｊ ｓｍｅ ｔ ｒ ｇ ａ Ｓ ｓｅ ￥ ｌ Ｇｅ ｌ ｒ －ＡＴ｛ ｏｏ ｄ 建立 了比 较 完 整的 ＧＰＳ 助 辅 空 中 三 角 测 量 技 术 框 架 ， 定 了相 应 的 国 制 检 水 家 测 绘 行 业 标 准 ， 于 指 导 我 国 的 航 空 摄 点 、 测 点 、 准 点 测 量 期 间 基 准 站 的连 续 用 加 影 测 量 生 产 。 些 已 经 极 大 的 简 化 了航 空 观 测 、 密 分 区 四 角平 高 点 的 布 设 和 测 量 、 这 摄 影 测 量 作 业 工序 ， 成 了 具 有 中 国 特 色 精 度 验 证 区 检 测 点 的 选 测 以 及 水 准 点 的 形 Ｐ Ｎ量 并 的Ｇ Ｓ 空摄影测量实用生产技术体系 。 Ｐ 航 Ｇ Ｓ ０ ， 绘 制 点 之记 。 对 空 地 标 点 采 用 四 角 布 点 法 ， 照 按 （ Ｐ 辅 助 航 空摄 影 技 术 规 定 》 位 布 设 在 （ Ｓ Ｇ 点 １ 技术方案及飞行 实施 ＧＰ 辅 助 空 中 三 角 测 量 前 期 生 产 过 程 构 架 航线 与 加 密分 区酋 末 测 图航 线 重 叠处 ， Ｓ 包 含 航 摄 设 计 、 面 控 制 、 摄 飞 行 、 后 位 于测 区 自由 图边 处 的 地 标 点 位 应 尽 量 布 地 航 肮 为 Ｐ辅 Ｇ Ｓ Ｐ 数据 检核 及 预 处理 等 几 个 方面 ， 后期 内 设在 图廓线 外 。 了检验 Ｇ Ｓ 助空 中 三 角 业 处 理 主 要 是 带 ＧＰ 数 据 的 区 域 网 平 差 过 测量 的 精 度 ， 摄像 片提 供 后 在 检测 样 区 内 Ｓ 肮 ０ 所 程 （ 图 １ 。 面 笔者 以 本部 执 行 的 酒 泉 航 选 刺 ３ 个 点进 行 检 测 ， 选 检 测 点 除 满 足 如 ）下 Ｐ观 还选 择 在 像 片 上影 像 清 楚 摄 项 目 为实 例 对 ＧＰ 辅 助 空 中三 角 测 量 从 Ｇ Ｓ 测 要 求 外 ， Ｓ 并 丘 技 术 设 计 以 及 飞 行 过 程 进 行 阐 述 。如 图 １ 的 明 显地 物 点上 ， 均 匀 分 布 于平 地 、 陵 （ ） 和 山地 ， 野外 检测 点 有较 强 的 地形 类 别 代 使 １ １ 地 面 控制 方案 ． ＧＰ 辅 助 空 中 三 角 测 量 地 面 控 制 的 方 表 性 。 于 上 述所 有 点位 ， 要 做 Ｇ Ｓ ］ Ｓ 对 都 Ｐ ￣ 量 案 常 见 的 有 两 种 ， 图２ 地 面 控 制 部 分 按 取 得其Ｗ Ｇ 一８坐标 下的 精确 坐标 （ 图２ 。 见 。 Ｓ ４ 如 ） ． 照Ｇ ／ １ ３ ４ ２ ０ Ｂ Ｔ １ － ０ １ 全球 定位 系统 （ Ｐ ） １ ２ 航摄 技术 设计 ８ Ｇ Ｓ 测 量规 范》 需 要 进 行 地 面 基 站 的 测设 外 ， 除 酒 泉 摄 区 位 于 甘 肃 省 西 北 部 ， 区 北 摄 还 要 进 行航 摄 期 间 基 站 的 同 步观 测 和平 高 部 平地 ， 大 面 积 戈 壁 与 沙 漠 ， 被 稀 少 ， 为 植 水 资源缺乏。 部为高 山 ， 形 比较复杂 ， 南 地 因此 该 摄 区 技 术 设 计 较 常 规 的 航 摄 设 计 复
自动空中三角测量
§1.1 内外方位元素和常用的坐标系
影像的像主点坐标和航摄仪主距称为内方位元素。 影像的外方位元素包括：摄站坐标和空间姿态角。
§1.2 航空摄影示意图
航向重叠度不小于60％。 旁向重叠度不小于20％。 地面上要测量一定数量、均匀分布的地面控制点
§1.3 AAT简介
自动转点： 1. 相对定向 2. 模型连接 3. 航线间转点
设定像机翻转标志
点击这里完成影像列表设置
§2.4 自动内定向
内定向是数字摄影测量的第一步。这是因为数字影像是以 “扫描坐标系O-I-J”为准，即象素的位臵是由它所在的行号I和列 号J来确定的，它与像片本身的像坐标系o-x-y是不一致的。一般说 来，数字化时影像的扫描方向应该大致平行于像片的x轴，这对于 以后的处理（特别是核线排列）是十分有利的。因此扫描坐标系 的I轴和像坐标系的x轴应大致平行
内定向的目的就是确定扫描 坐标系和像片坐标系之间的 关系以及数字影像可能存在 的仿射变形
§2.4.1 建立框标模板
为建立清晰的框标模板，应从影像列表框中选取一个框标最清晰的影像
1、点击这里开始 2、选择影像
3、点击这里启动内定向
§2.4.1 建立框标模板
§2.4.2 内定向编辑
§2.4.3 内定向常见问题
§3.3 自动挑点
系统反复调用PATB进行粗差探 测并剔除粗差，最后根据用户 指定的连接点分布方式挑选出 精度最高的点保留下来作为加 密点。
注意： 1、推荐用户选用5X3的布点方 式。 2、可以在自动挑点前先量测控 制点，AAT会使用这些控制 点来作控制。
第四章 交互编辑
像点网的编辑原则
像点编辑中的若干技巧
机载GPS辅助空中三角测量若干问题研究
ｌ２ ９ 表 ５ 解 算 结 果 统 计 （） ｍ 丢 失情 况 ６ 平 面 点 ｉ 个 高 程 点 ，首 尾 丢 失 １ 机 载 Ｇ ８ 个 ｉ 条 Ｐ ６个 平 面 点 １ 个 高 程 点 ， 中 间丢 失 １ 机 载 Ｇ Ｓ １ 条 Ｐ ６个 平 面 点 １ 个 高程 点 ， 首尾 丢 失 ３条 机 载 Ｇ Ｓ １ Ｐ ６个 平 面 点 １ 个 高程 点 ， 中 间 丢 失 ３ 机 载 Ｇ Ｓ １ 条 Ｐ ６个 平 面 点 １ 个 高程 点 ， 首尾 丢 失 ５ 机 载 Ｇ Ｓ １ 条 Ｐ
±０ ０ ０ ． ０
±５ １２ ． ３
±０ ０ ７ ．０
±２ ３ ２ ．０
±００ ４ ． ３
±２ ３ ０ ． ９
±０ ０ ７ ． ２
±２ ４ ３ ． １
±Ｏ １ ３ ．５
＋ ３９ ．６
±０ ３ ９ ． ２
± ２４ ９ ． ７
检 查 点高 程 中误 差
± ２ １６ ． ２
图 ） 的距 离 增 加 一个 高 程 点就 基 本 上 可 以补 偿 由于
图４ 、图 ５分 别是 由平 面和 高程 中误差 绘制 的精
度 曲线 。
构架 航 线机 载 Ｇ Ｓ数 据 丢失 所造 成 的精度 损 失 。 Ｐ
图 ４ 平面中误差直方 图 图 ５ 高 程 中误 差 直 方 图
±Ｏ ８ １ ． ２
两 个 平 高 点＋ 个 高 程 点 两 ±０ ２ ５ ． ４ ±０ ０ ５ ． ３ ±２ ４ ６ ． ４
空中三角测量技术的使用方法
空中三角测量技术的使用方法空中三角测量技术是一种常见的测绘技术，它利用光学原理和数字图像处理技术，通过对空中影像进行分析和处理，来获取地面上各种地物的位置、形状和尺寸等信息。
本文将介绍空中三角测量技术的使用方法，包括数据获取、图像处理和测量精度等方面。
一、数据获取空中三角测量技术所需的数据主要来源于航空摄影。
航空摄影是通过航空器携带相机进行的摄影活动，它可以快速获取大范围的地理信息。
在进行航空摄影时，通常使用无人机或者航空器携带的相机进行高空拍摄。
拍摄过程中，相机会连续拍摄一系列略有重叠的照片，以确保后续的图像处理过程的准确性。
通过航空摄影，可以获得高分辨率的空中影像，为后续的测量和分析提供依据。
二、图像处理空中三角测量技术的核心在于对航空摄影获取的影像进行处理。
首先需要将连续拍摄的照片进行拼接，生成一幅完整的影像。
这一步骤通常使用图像配准和镜像拼接的方法实现。
图像配准是指将不同照片之间的重叠区域进行匹配，以最小化拼接误差。
镜像拼接则是将合适的照片进行水平或垂直镜像，使其能够拼接成连续的影像。
拼接完成后，需要对影像进行校正。
校正的目的是消除影像中的畸变，以保证后续的测量精度。
常见的校正方法有镜头畸变校正和地形校正。
镜头畸变校正是指将相机镜头引起的畸变进行校正，通过数学模型和参考点的配准，可以将影像中的畸变进行修正。
地形校正是指将地面上的高程信息应用于影像中，以实现横断面和剖面信息的真实反映，从而提高影像的几何精度。
三、测量精度空中三角测量技术的测量精度主要受到航空摄影和图像处理的影响。
在航空摄影中，摄影机的稳定性、高度和角度的准确性等因素都会对测量精度产生影响。
因此，在进行航空摄影时，需要确保摄影机的稳定性，减小影响因素的误差，并使用精密的GPS定位技术来获取摄影机的位置和姿态信息。
这样可以提高图像的几何精度，从而提高测量精度。
在图像处理过程中，拼接误差和校正误差是影响测量精度的主要因素。
为了减小拼接误差，可以选择合适的图像配准和拼接算法，并确保参考点的准确性和分布均匀性。
GPS辅助空中三角测量技术应用于缅甸瑞丽江水电工程
２ ９ 第４期 总 ６期 ０年 ０ 第１ ９
Ｇ Ｓ辅助 空中三角测量王宗文 王冲 李静 清
（ 中国水 电顾问集 团公 司 昆明勘测设计研究院 云南 昆明 ６ ０ ５ ） ５０ １
ＰｕＳ ａ ｃ ａ ，Ｗａ ｇ Ｚ ｎ ｗｅ ，Ｗａ ｇ Ｃｈ ｎ ， Ｊｎ ｑ ｎ ｈ ｏ ｈ ｏ ｎ ｏ ｇ ｎ ｎ ｏ ｇ Ｌｉ ｉｇ ｉｇ （ ｕ ｍｉｇＨ ｄｏ ｌ ｔｃ ｎ ｅｔ ａ ｏ ， ｓ ｎａｄＲ ｓａｃ ｓ ｔｔｏ Ｃ ｉａ ｙ ｒｐ ｗｅ ｏ ｓｌｎ ｒｕ ， ｕ ｍｉｇ６ ０ ５ ， Ｋ ｎ ｎ ｙ ｒｅ ｃ ｉＩｖｓｇ ｔ ｎ Ｄｅｉ ｎ ｅｅｒｈＩ ｔｕｅ ｆ ｈｎ ｄｏ ｏ ｒ ｎ ｕ ｉｇＧ ｏ ｐ Ｋ ｎ ｎ ５０ ｅ ｒ ｉ ｉ ｇ ｎｉ Ｈ Ｃ ｔ １
ＴｈｅＡｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｐｌｃ ｔｏ ｆＧＰＳＡｉ ｄ Ａｅ ｉ ｌ ｉ ｎｇ ａ ｉ ｎ Ｓｕ ｖ ｙ ｉ ｄｅ ｒ ａ ａ ｕｌ ｔｏ ｒ ｅ ｎ Ｒｕｉ ｖｅ ｄｒ ｐｏ ｒ Ｔｒ ｌ Ｒｉ ｒＨｙ ｏ ｗｅ ｉ
Ｐ ｏｅ ｔｎＭｙ ｎ ｒ ｒ ｊｃ ｉ ａ ｍａ
Ｉ 程概 况 ． 工
瑞丽江系伊洛瓦底江左岸一级 支流 ，流域位于东 经 ９ 。５～９ 。２、北纬 ２ 。Ｏ～２ 。０ 间。河流发 ６２ ９２ ３５ ５５ 之 源于云南省保 山市腾冲县 高黎贡 山西侧 的中河 山头 ， 源头 由明光河 、西沙河与龙川江组成 ，三条河汇合后
最高分水岭高程 为 ３ ８ｍ。 ７ ０ 在缅甸境内则地势东北高 、
摘 要： 数字摄影测量发展趋势是利用 Ｇ Ｓ辅助空中三角测量进行航 空摄影 ，特别是在测区植被茂密，人 Ｐ 烟稀少的地方具有较大优势 ， 本文介绍应用这一原理进行 国外大型水 电项 目 规划测绘地形图的一些基本方
解析空中三角测量方法
解析空中三角测量方法1、概念解析空中三角测量是指航空摄影测量中利用像片内在的几何特性，在室内加密控制点的方法。
即利用连续摄取的具有一定重叠的航摄像片，依据少量野外控制点，以摄影测量方法建立同实地相应的航线模型或区域网模型（光学的或数字的），从而获取加密点的平面坐标和高程，主要用于测地形图。
2、介绍解析空中三角测量是指用计算的方法，根据像片上量测的像点坐标和少量地面控制点，采用较严密的数学公式，按最小二乘法原理，用电子计算机解算待定点的平面坐标和高程。
也称电算加密。
20世纪40年代，随着电子计算机的发明和应用，解析空中三角测量首先在英国的军事测量局投入应用。
20世纪60年代以来，由于电子计算机技术和计算数学的发展，解析空中三角测量取得了长足的进步，形成了一套比较完善的测算方法。
由于精度高,效果好，解析空中三角测量被认为是测地定位的一种精密方法。
解析空中三角测量目前常用的方法是区域网平差。
区域网平差是指在由多条航线连接成的区域内进行控制点加密，并对加密点的平面坐标和高程进行的整体平差。
3、优点（1）不触及被量测目标即可测定其位置和几何形状；（2）可快速地在大范围内同时进行点位测定，以节省野外测量工作量；（3）不受通视条件限制；（4）区域内部精度均匀，且不受区域大小限制。
4、分类按平差模型：航带法、独立模型法、光束法。
按加密区域：单航带法、区域网法。
区域网法：航带法区域网平差、独立模型法区域网平差、光束法区域网平差。
5、新技术（1）GPS辅助空中三角测量GPS辅助空中三角测量是利用安装于飞机上与航摄仪相连接的和设在地面一个或多个基准站上的至少两台GPS信号接收机同步而连续地观测GPS卫星信号、同时获取航空摄影瞬间航摄仪快门开启脉冲，经过GPS载波相位测量差分定位技术的离线数据后处理获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标，然后将其视为附加观测值引入摄影测量区域网平差中，以取代地面控制，经采用统一的数学模型和算法来整体确定目标点位和像片方位元素，并对其质量进行评定的理论、技术和方法。
GPS在航空摄影辅助空三测量中的应用
李亚平 （ １ ３ ０ ９ ２ ９ １ ９ ８ ３ ０ １ １ ０ ７ ３ ６ ０ ２ ３ ０ ）
【 摘要 １ 航空摄影技 术应 用于军事和建 筑建设 等各个领域 当中，随着应用 范围的扩 大，以及新的技术质量 的要 求，航空摄影测量 学在 两次世 界大 战 的刺激 下，迅速发展 成为一 ｆ ３ 成熟的学科我 国已经建立起 了完备 的航 空摄影测量理论体 系，并在 中小比例尺 地形 图的应 用上取得 了不错 的成绩。全 球定位 系统是航 空摄影 中的关键技 术，也是人们研发 的重点。 传统 的空中三 角测量总是 采用航 空摄 影、野外测量分布于特定位置上 的地 面控制点 、量测光 学硬拷 贝像 片获取像 点坐标 并以地 面控 制点为基 准进 行最小二乘平差 以确 定地 面 目标的空间位 置的作业模式 。这种作业模 式，周期长 ，成本 高， 自 动化程度低 。尤其是 野外控 制测量 ，施 工环境差 ，作 业 员背负仪 器，跋 山涉水逐点进行 ，其工作之艰 苦、劳动强度之 大不 言而喻 。Ｇ Ｐ Ｓ 辅助 空中三角测量技术的 出现 ，不仅 改变 了过去 复杂的工作 流程 ，而 且提 高了精度 ，减少 了作业 的工序 ，提 高了作 业效 率为最终实现数 字摄 影测量的 自动化 生产 奠定 了坚实的基础 。 【 关键词 】 Ｇ Ｐ Ｓ空中三 角测量；Ｇ Ｐ Ｓ 空三加 密；地面控 制测量
中圈分类号 ：Ｐ ２ ３ １ 文献标识号 ：Ａ 文章编号 ：２ ３ ０ ６ － １ ４ ９ ９（ ２ ０ １ ３ ）２ １ － ０ ２ ６ ３ － １ 的秒 脉冲 ，通过 计算机处理 ，将曝光 时间归化为 Ｇ Ｐ Ｓ时间， 以便计算机 计算该 时刻摄影站 的位置 。 Ｇ Ｐ Ｓ静态相对定位 的原理：用两台接收机分别安置在基 线的两端，同 步观测相 同的 Ｇ Ｐ Ｓ卫星 ， ，以确定基线端点 的相对位置或基线 向量； Ｇ Ｐ Ｓ快速静态 定位 的原理：Ｇ Ｐ Ｓ测量能够准确定位 的前提就是 需要正 确地 确定整周模 糊度 倍率 因子 ，定位所需 时间就是正确确 定整周模糊度 所 需的时间 。快速确 定整周模糊度 倍率 因子 的解算法是基 于初次平差 结 果得 出的基线 向量和模糊度 向量、相应 的协因数 阵、单位权 中误差 ；根 据统 计检验原理 ，在 某一置信水平 下探索挑选 整周数作 为模 糊度 的候选 值 ，把其余 的候选值再用平差计算的方法进行最后的模糊度确定 ４ ． ＧＰ Ｓ空三加密与地面控制测量的关系 ４ ． １ Ｇ Ｐ Ｓ辅助 空中三角测量是利用 安装于飞机上与航 摄仪相连接 的和 设在 地面上一个 或多个基准 站上的至少两 台 Ｇ Ｐ Ｓ信号接 收机 同步而连续 地观 测 Ｇ Ｐ Ｓ卫星信号 、同时获取航 空摄影瞬 间航 摄仪快 门开启脉冲 ，通 过Ｇ Ｐ Ｓ载波 相位测量差 分定位技术 离线数据后 处理获取航设 仪曝光 时刻 摄站 点的三维坐标 ，然 后将其视 为附加观测值 引入摄影测量 区域 网平差 中，经采 用统一 的数 学模型和算法 以整体确定物 方点位和像 片方位元素 ２ ． ２地 标 方 案 地 标方案 主要用于精 度要求 高的测绘 。铺 设地面标志 代替像控 点的 并对其质量进行评定的理论、技术和方法。 ４ ． ２ Ｇ Ｐ Ｓ辅助 空中三角测量 的基 本思想是 由差 分 Ｇ Ｐ Ｓ相位 观测值进行 选 刺工作 可以较好地提 高像控 点的辨认精度 。即于航摄 之前在需 要像控 点的实地位 置上预先 设置一个人 标志， 以达 到航摄后 形成一个人 为影像 相对动态 定位所获得 的摄站坐标 ，作为区域 网平 差中 的附加 非摄影测量 的像控 点。由于地面标 志的形状 、大小、颜色 可以预先设 计成最有利 于 观测值， 以空中控制取代地面控制的方法来进行区域网平差。 ４ ． ３ Ｇ Ｐ Ｓ辅助 空中三角测量是用动态 相位差分 Ｇ Ｐ Ｓ技术精 确地测定摄 航 内识 别及照准的形式， 所 以布 设地 面标志能够提高像控点的辨认精度 ， 影 中心 的三维坐标 ，将 他们作 为辅 助数据参加摄 影测量与非 摄影测量观 也使各 点的辨 认精度 趋于一致 。 测量 的联合平差 。Ｇ Ｐ Ｓ数据将能明显地稳定区域网的精度和可靠性，并大 ３ ． 观 测 大地节 省了区域 网平 差所需要 的地 面控制 点，使 之少到只要解 决数据基 ３ ． １ 地 面 基 准 站联 测 Ｐ Ｓ数据的系 统误差 ，目前 ，国际上一般认 为只要在 平差区域 地 面基准站联测采用天 宝 ５ ７ ０ ０型双频 Ｇ Ｐ Ｓ接收机 ，地面基准 站联测 准和 消除 Ｇ 时观测 了 ２个 时段，并且在 每隔开十 五秒之后 进行一次 比啊要 的数据 收 的 四角有 地面控制 即可。这些 点子通 常可 以从 已有的一 、二等 大地测量 集 。为 了避免 不必要 的困扰 因素 ，确 保测量 实践有计划 的顺利展 开，对 控制 网点中挑选 。这样就实际上免除了航测外业中的控制 点联测 工作。 ４ ． ４ Ｇ Ｐ Ｓ辅助空 中三 角测量技术在航 空摄影 中的应用 ，极大地减轻 了 两 个基站 设立 了必要 的设仪器 ，通 过两次不 同规格 的数据 收集之后 ，对 数 据进行 系统 的科学 分析，分析符 合标准之后 才能继续进 行。根据得 出 外业工作量 ，减化作业的工序，缩短了成图周期。 ５ ． 结 语 的数据 ，我们 可以知道该地 的两个基站测量数据合格 。 由此可 见，在 Ｇ Ｐ Ｓ辅助空 中三角测量 技术 日臻完 善 的今天 ，航空摄 ３ ． ２对 空地 标 点观 测 对 空地标 点观 测采用天 宝 ５ ７ ０ ０型双频 Ｇ Ｐ Ｓ接 收机，２个基准站分 别 影外业所 需的地面控 制点大大减 少，不禁缩短 了成图周期 ，而 且极大地 架 设在基准 点上长 时观 测，流动 站观测 ２个 小时。对空地 标点远离基 准 减轻 了外 业工作量 。然 而，受 限于 国产高精度航摄 仪的技术缺 陷，想要 站 超过 ｉ ０ ０公里 ，适 当延 长 了观测 时间 ，时段 长度 为 ２ — ４小时，对于 得 在短 时间内完全脱离地 面控制测量 尚需时 日。况 且，任何先进 的技术总 有其局限性 。Ｇ Ｐ Ｓ辅助空 中三角测量虽然 已经实现不需地面像控点就能完 到 的数据 同样进行一 定的程序 处理和检验，结果表 明数据合格 。 成一定 的测图任务 的技 术，但在大 比例尺航测成 图中的精度还 不是十分 ３ ． ３ Ｇ Ｐ Ｓ辅助 空三测量的数据 采集 Ｇ Ｐ Ｓ辅助空三测量 的数据采 集需要注意到相关的问题。首先保证精 确 令人满意 。所 以，必要 的地 面控制测 量对于完成 高精 度航测成 图，仍然 的三 维 已知坐 标，其次位 置选择地 势开阔和地 面植被 良好 的地方 。并 且 具有十分重要的意义。 应预 先根据选 择最佳 的卫 星组合 图形，确定数据 采集 时间。对于 以上 的 参考 文献 数据要求进行相应 的时间间隔确 定和 角度 等确定，最后检验， 符合 标准 。 ［ １ ］ Ｇ Ｐ Ｓ用于摄影测量与遥 感 ．北京：测 绘出版社 ，１ ９ ９ ６ ． ３ ． ４机 载 Ｇ Ｐ Ｓ天线偏 心分 量测定 ［ ２ ］ ． Ｇ Ｐ Ｓ辅助空中三 角测量及 应用 ．北京 ： 测绘 出版社 ，２ ０ ０ １ Ｇ Ｐ Ｓ动态定位解算后 ，获得一定 时间间隔的连续 的坐标序列 。为了精 １ ． 内容及 工作量 技术人 员根据实地 的测量需 要和绘制 的影响需 求质量 ，设 定了相应 的航摄 分区、加密分 区数量 ，并 按照相关 的实际要求 准备 了符合 要求数 量的设备 。 ２ ． 制 点布 设 航空摄 影测量 的方 法有 多种 。按照控制 点布设情 况，可分 为先布设 地面标志 点和后布 设地面标 志点两种 。多年 来一直沿 用先航摄 ，后布点 进 行像控 点测量 ，再 内业加密 ，建像对测 图的常规航 测法 。该方 法的 明 显不足是 作业周期 长，成 图精度 相对较低 。直到近年 来引入新技 术，并 在航摄 前， 按航线法布设地 面标 志， 缩短 了作业周期 、 提高 了成图精度后 ， 航 测技术才在大范围 内得到 了应用 。 ２ ． １刺 点 方 案 刺 点方案 由于依赖于 影像识别 的原 因会 导致影像作业 时的控 制精 度 下降， 因此 ，刺点方案对 精度要求 高的作业 不可取 ，所刺 的控制 点应 尽 量选择 明显的地物特 征点 ，如 马路井盖 中心 ，花坛 围角、清晰易辨 别的 围 墙平 角 等 ， 切 忌 选 择 地 角 ， 草 垛 等 作 为 刺 点 用 。
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依照Kalman滤波递推算法，求出每一观测历元时刻 机载GPS天线的空间坐标 利用插值方法，由相邻两个历元的 GPS天线位置内 插航摄仪曝光时刻GPS摄站坐标 武汉大学研制成功了相应的GPS差分动态定位软件 DDkin（GPS kinematic positioning）
GPS动态定位软件 DDkin
《摄影测量学》第三章
GPS辅助空中三角测量
山东理工大学
建筑工程学院 测量系
主要内容
摄影测量加密方法回顾
GPS辅助空中三角测量
POS辅助空中三角测量
一、传统摄影测量加密
S
S
Z 待定点 高程控制点 Y X 平高控制点
传统摄影加密的三种方法
像片坐标
相对定向
航带法 解求航线的非线性
计算/量测独立模型
酒泉 (2004) 面积:32000km2
敦煌 (2004) 面积:25000km2
总面积： 364000 km2 加密区： 150000km2
太原试验
(1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵地)
太原试验结果
(1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵地)
1024胶片，RC-30(152mm)，区域为 3 × 8，Trimble 4000，2s数据更新率
空三 加密
前方交会解算 地面点坐标
二、GPS辅助空中三角测量
利用安装于飞机上与航摄仪相连接的和设在地面一个 或多个基准站上的至少两台 GPS信号接收机同步而连 续地观测GPS卫星信号、同时获取航空摄影瞬间航摄 仪快门开启脉冲，经过GPS载波相位测量差分定位技 术的离线数据后处理获取航摄仪曝光时刻摄站的三维 坐标，然后将其视为附加观测值引入摄影测量区域网 平差中，以取代地面控制，经采用统一的数学模型和 算法来整体确定目标点位和像片方位元素，并对其质 量进行评定的理论、技术和方法 目的是极大地减少甚至完全免除常规空中三角测量所 必需的地面控制点，以节省野外控制测量工作量、缩 短航测成图周期、降低生产成本、提高生产效率
投影中心与GPS天线相位中心之几何关系
机载GPS天线相位中心 A w v S u 航摄仪投影中心 y x Z
X A u X s Y R v Y A s w Z A Z s
M
Y
航线构成
改正参数 独立模型法 解求模型的相似变 换参数
光束法
计算/量测航线 独立模型法 初步航带平差 航带法 区域网平差
光束法 解求像片的外方位 元素及物点坐标
传统的摄影测量目标定位过程
航空 摄影 外业 控制
像控测量
获得GCP坐标
空三加密解算像片 外方位元素
Xs, Ys, Zs, , ,
GPS辅助光束法平差的精度
地面控制点
单位权中误差（um） 检 查 点 数 平面 最大残差 （m） 高程 平面 最小残差 （m） 高程 平面 中 误 差 （m） 高程 无
2.4 34 118.090 -13.011 113.295 -5.054 115.220 8.123
GPS 辅助光束法平差
误差方程是在自检校光束法区域网平差基础上顾 及投影中心与机载GPS天线相位中心几何关系所得 到的一个基础方程
法方程仍为镶边带状矩阵,但边宽加大了,而其良好 稀疏带状结构并没有破坏。因此可用传统的边法 化边消元的循环分块解法求解
测区两端必须要布设足够的地面控制点或采用特 殊的像片覆盖图
精度
m X s mYs mZ s 5 ~ 10cm m m 0.005 18 m 0.01 36
POS航空摄影系统的空间偏移
空间前方交会
B X X s2 X s1
X X s •单模型点投影系数法 Y Ys Z Zs
机载天线相位中心 A w v u
S 航摄仪投影中心
天线
GPS天线 放大器
GPS信号 接收机
航摄仪
带GPS信号接收机的航空摄影系统
GPS航空摄影系统的空间偏移
Z
X
Y
GPS摄站坐标解求
状态方程 X k Φk,k1 X k 1 Bk b +Γk 1Wk 1 观测方程 Yk H k X k Dk d + Vk
•多片最小二乘平差法
v x a11 a12 v y a 21 a 22
X a13 x x 0 Y 0 a 23 y y Z
POS辅助空中三角测量
z y
全为标志点(常规光束法平差须布设个12平高点和个2高程点)
平 差 方 案
密周边布点 光束法区域网平差 四角布点 GPS 辅助光束法平差 无地面控制 GPS 辅助光束法平差
o
m 10.3 10.4 9.7
检查点数
平面 高程
理论精度
(cm)
平面 高程
实际精度
(cm)
平面 高程
94 103 103
X
GPS摄站坐标误差方程
顾及动态GPS定位之系统误差
X A X S bX u a X v a (t t ) b Y Y R 0 A S Y Y w Z A a Z bZ Z S
线性化之误差方程
v X v Y v Z
A
A
A
X A , YA , Z A , ,
X A X S u a X bX X A YS R v aY (t t0 ) bY YA YA Z w a b S Z Z Z A 算 Z A 测
与常规光束法比较法方程边宽加大了,但其良好稀疏 带状结构并没有破坏
GPS辅助光束法区域网平差法方程系数阵
加密点坐标未知数
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 A B C D
像片外方位元素未知数
E F G H I J K L M N O
附加参数 c r d
1 A
×
D
5
×
G
9
×
13 J M
3. 无地面控制 GPS 辅助光束法区域网平差具有较大 的系统误差，实际精度与理论精度相差较远。但 成果仍能满足了1:25000地形图航测成图精度要求
三、 POS辅助空中三角测量
• POS系统测定像片外方位元素
Xs, Ys,接传感器定向）
•
91 95 95
5.4 6.5 11.3
22.5 23.3 24.0
5.2 7.9 23.2
16.0 18.1 35.2
对于1:1000航测成图，检查点不符值： 平面<0.5m，高程<0.40m 对于1: 500航测成图，检查点不符值： 平面<0.5m，高程<0.35m
太原试验
(1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵地形)
I I
IMU旋转中心
x I
w v
I
u
航摄仪投影中心
R RIMU RB
b3 arctg() a b c 3 arcsin(a ) + a + ( t t ) 3 0 b a a arctg(- 2 ) b a 1
17
× ×
2 B
× × ×
6 E
× × ×
10 H 11 I
× × ×
14 K
18 N 19 O
× ×
3 C
7 F
15 L
转 置 对 称 项
4
8
12
16
20
1，2，…，20 待定点名 A，B，…，O 像片名 平高地面控制点
建议采用的地面控制方案
a.
4角平高控制点 + 2排高程控制点 平高地面控制点
S
y x
Z
Y M X
检校场的布设
飞机进场时 飞S弯
布设检校场
北京测区试验
(2003年摄影，比例尺1:8000，平地)
北京测区试验
(2003年摄影，比例尺1:8000，平地)
POS系统所确定加密点坐标的精度
系统误差改正前 系统误差改正后 前方交会
34 0.666 0.734 0.799 1.071 0.012 -0.101 0.135 0.005 0.000 0.000 0.000 0.000 0.264 0.361 0.448 0.322
POS辅助空中三角测量
（集成传感器定向）
POS系统
航摄相机 导航控制系统 IMU高精度姿态测量系统 IMU与相机连接架
机载DGPS天线
地面DGPS基站接收机
目前国际商用系统：
1、加拿大POS系统 2、德国Aerocontrol IId系统
POS系统
直接测量 摄影时刻 像片位置 与姿态
B T B + Pc BT A B TC x B T l x + Pc l x T T T T T T T T A Pg R A Pg D t A l x + A Pg l g A B A A A Pg A A C CTB CTA C T C Pg c C T l x + Ps l s T T T T R Pg A R Pg R R Pg D r R Pg l g d T T T T D P l D P A D P R D P D g g g g g