解析空中三角测量最新发展PPT(共 47张)
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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
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
像片外方位元素未知数
附加参数
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 A B C D E F G H I J K L M N O c r d
1
×5
×9
×13
17
A
D
×
×
2
6
B
E
×
×
3
7
C
F
×
4
8
G
J
M
×
×
×
10
14
18
H
K
N
×
×
×
11
15
bX
YA
YS
RyaY(tt0)bY
ZA ZS z aZ
bZ
线性化之误差方程
v v Y X A A X A ,,Y A ,,Z A X Y S S R y x a a Y X (t t0 ) b b Y X Y X A A Y X A A
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
19
I
L
O
×
×
12
16
20
1，2，…，20 待定点名 A，B，…，O 像片名 平高地面控制点
转 置 对 称 项
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
b. 4角平高控制点 + 2条垂直构架航线
高程地面控制点
中国GPS空三试验区分布图
新疆 (2002~2004) 面积:142000km2
CTB
CTA RTPgA
CTCPg
RTPgR
RTP gDcr
CTlx+Psls RTPglg
DTPgA
DTPgR DTPgDd
DTPglg
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
航带法
初步航带平差
区域网平差
航带法 解求航线的非线性 改正参数
独立模型法 解求模型的相似变 换参数
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
空三 加密
空三加密解算像片 外方位元素
Xs, Ys, Zs, , ,
像控测量 获得GCP坐标
前方交会解算 地面点坐标
《摄影测量学》 第3章
解析空中三角测量最新发展
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
Z
Y X
S
S
待定点 高程控制点 平高控制点
传统摄影加密的三种方法
像片坐标
相对定向
计算/量测独立模型 航线构成
光束法
计算/量测航线 独立模型法
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
XA
x Xs
YA
R
y
Ys
Z
Z A
z Z s
zy
x 航摄仪投影中心 S
y x
Y
M
X
GPS摄站坐标误差方程
顾及动态GPS定位之系统误差
XA XS x aX
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
lx 权E
Vc Exx
lc 权Pc
Vs
Ecc
ls 权Ps
Vg At
RrDdlg 权Pg
GPS辅助光束法法方程
BTABT+BPc
BTA ATAATPgA
BTC ATC
x ATPgR ATPgDt
ABLeabharlann BaiduTlTxl+x+AP TcPlgxlg
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
带GPS的航空摄影
单差分方式相对动态GPS定位示意图
GPS辅助空中三角测量
Z
Y X
S
S
待定点 高程控制点 平高控制点
作业过程
现行航空摄影系统改造及偏心测定 带 GPS信号接收机的航空摄影 解求GPS摄站坐标 GPS摄站坐标与摄影测量数据联合平差，以
确定目标点位并评定其质量
现行航空摄影系统改造
机载天线相位中心 A
天线
zy
x S 航摄仪投影中心
GPS天线 GPS信号 放大器 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 XkΦ k,k1Xk1Bkb+Γk1W k1 观测方程 Yk H kXkD kd+Vk
承德 (1998) 面积:81000km2
酒泉 (2004) 面积:32000km2
敦煌 (2004) 面积:25000km2
v Z A
Z S z a Z
b Z Z A 算 Z A 测
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
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
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
像片外方位元素未知数
附加参数
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 A B C D E F G H I J K L M N O c r d
1
×5
×9
×13
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A
D
×
×
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B
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×
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YA
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ZA ZS z aZ
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线性化之误差方程
v v Y X A A X A ,,Y A ,,Z A X Y S S R y x a a Y X (t t0 ) b b Y X Y X A A Y X A A
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
19
I
L
O
×
×
12
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20
1，2，…，20 待定点名 A，B，…，O 像片名 平高地面控制点
转 置 对 称 项
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
b. 4角平高控制点 + 2条垂直构架航线
高程地面控制点
中国GPS空三试验区分布图
新疆 (2002~2004) 面积:142000km2
CTB
CTA RTPgA
CTCPg
RTPgR
RTP gDcr
CTlx+Psls RTPglg
DTPgA
DTPgR DTPgDd
DTPglg
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
航带法
初步航带平差
区域网平差
航带法 解求航线的非线性 改正参数
独立模型法 解求模型的相似变 换参数
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
空三 加密
空三加密解算像片 外方位元素
Xs, Ys, Zs, , ,
像控测量 获得GCP坐标
前方交会解算 地面点坐标
《摄影测量学》 第3章
解析空中三角测量最新发展
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
Z
Y X
S
S
待定点 高程控制点 平高控制点
传统摄影加密的三种方法
像片坐标
相对定向
计算/量测独立模型 航线构成
光束法
计算/量测航线 独立模型法
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
XA
x Xs
YA
R
y
Ys
Z
Z A
z Z s
zy
x 航摄仪投影中心 S
y x
Y
M
X
GPS摄站坐标误差方程
顾及动态GPS定位之系统误差
XA XS x aX
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
lx 权E
Vc Exx
lc 权Pc
Vs
Ecc
ls 权Ps
Vg At
RrDdlg 权Pg
GPS辅助光束法法方程
BTABT+BPc
BTA ATAATPgA
BTC ATC
x ATPgR ATPgDt
ABLeabharlann BaiduTlTxl+x+AP TcPlgxlg
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
带GPS的航空摄影
单差分方式相对动态GPS定位示意图
GPS辅助空中三角测量
Z
Y X
S
S
待定点 高程控制点 平高控制点
作业过程
现行航空摄影系统改造及偏心测定 带 GPS信号接收机的航空摄影 解求GPS摄站坐标 GPS摄站坐标与摄影测量数据联合平差，以
确定目标点位并评定其质量
现行航空摄影系统改造
机载天线相位中心 A
天线
zy
x S 航摄仪投影中心
GPS天线 GPS信号 放大器 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 XkΦ k,k1Xk1Bkb+Γk1W k1 观测方程 Yk H kXkD kd+Vk
承德 (1998) 面积:81000km2
酒泉 (2004) 面积:32000km2
敦煌 (2004) 面积:25000km2
v Z A
Z S z a Z
b Z Z A 算 Z A 测
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