黃鶯++李亞瓊

摘要：經(jīng)隨著慣性導(dǎo)航技術(shù)和全球定位技術(shù)的迅速發(fā)展，利用少量或無(wú)地面控制點(diǎn)進(jìn)行空三加密成為可能。在本文中，通過(guò)對(duì)POS系統(tǒng)的引入，到新的數(shù)字時(shí)代的技術(shù)升級(jí)比較總結(jié)傳統(tǒng)攝影測(cè)量，通過(guò)空三加密和基于傳感器的精度分析模型的研究，探討了POS數(shù)據(jù)的空三加密過(guò)程INPHO軟件與生產(chǎn)數(shù)據(jù)比較幾組新的攝影測(cè)量系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：POS系統(tǒng)；空三加密；應(yīng)用分析

由于社會(huì)在不斷發(fā)展，測(cè)繪技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)也逐漸得到發(fā)展應(yīng)用，攝影測(cè)量解析攝影測(cè)量具有全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的發(fā)展階段。傳統(tǒng)的航空攝影測(cè)量主要是基于對(duì)電影影像的應(yīng)用，因?yàn)槠渲芷诙?、成本低、精度高，已?jīng)成為了一個(gè)地形圖成圖的重要手段。近年來(lái)，在工程和生產(chǎn)機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)的引入，可以克服高空天氣的影響，結(jié)合高精度POS數(shù)據(jù)的GPS / IMU系統(tǒng)，減少中間環(huán)節(jié)，保證了同步的準(zhǔn)確性可以得到同時(shí)也正射影像圖數(shù)據(jù)和其它相關(guān)產(chǎn)品目前，不僅在地形測(cè)繪，也得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在城市規(guī)劃領(lǐng)域，土地和資源管理，電力系統(tǒng)，林業(yè)管理，環(huán)境保護(hù)等。

1.POS系統(tǒng)介紹

1.1系統(tǒng)組成

POS的機(jī)載定位系統(tǒng)是基于全球定位系統(tǒng)（GPS）和慣性測(cè)量單元（IMU）對(duì)航空攝影影像的外方位元素的現(xiàn)代導(dǎo)航系統(tǒng)的直接測(cè)定，也可應(yīng)用于地面控制或只有少量地面控制點(diǎn)的情況下，航空遙感在定位和圖像采集。引進(jìn)的技術(shù)，在生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集和處理，改變了?？招娜浖こ痰纳a(chǎn)效率將直接影響到工程的進(jìn)展。接收機(jī)接收GPS數(shù)據(jù)，IMU提供設(shè)備的瞬時(shí)速度，加速度和方向信息，并接收通過(guò)POS機(jī)位置信息的數(shù)據(jù)處理軟件，獲得定位數(shù)據(jù)載波設(shè)備。

1.2技術(shù)分析

IMU是一種不依賴(lài)于外部信息的自主導(dǎo)航設(shè)備，傳輸能量，在應(yīng)用不怕外界的干擾，和良好的隱蔽性。同時(shí)，它還具有數(shù)據(jù)更新率高，短期精度和穩(wěn)定性好，因此在軍事和民用領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。然而，它也有自身的缺點(diǎn)，它單獨(dú)使用時(shí)具有定位誤差隨時(shí)間積累的不足，它具有的應(yīng)用程序或任務(wù)是致命的弱點(diǎn)，執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)，要求快速響應(yīng)能力。GPS是一種無(wú)線電導(dǎo)航和定位系統(tǒng)，衛(wèi)星全天候，空前的接收站，不斷提供高精度的位置信息。但GPS還具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力差，易受電子干擾等。

2.全自動(dòng)空中三角測(cè)量

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量生產(chǎn)作業(yè)，空中三角測(cè)量（簡(jiǎn)稱(chēng)空三加密）是空中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，影響產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率?？杖用苁谴_定整個(gè)區(qū)域的定位和姿態(tài)測(cè)量，以獲得在該地區(qū)的任何點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)，對(duì)定向控制和外部定向參數(shù)的基礎(chǔ)上，確定區(qū)域內(nèi)所有的影像外方位元素，從而找出對(duì)應(yīng)的對(duì)象空間點(diǎn)的坐標(biāo)。如果在一個(gè)區(qū)域網(wǎng)平差和控制點(diǎn)的地面坐標(biāo)觀測(cè)值的像點(diǎn)坐標(biāo)，這是經(jīng)典的解析空中三角測(cè)量法；如果觀測(cè)和GPS / POS數(shù)據(jù)（如果必要的話，添加少量地面控制點(diǎn)）和區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差，即GPS / POS形成輔助空中三角測(cè)量。

自動(dòng)空中三角測(cè)量的過(guò)程中，對(duì)模型的連接點(diǎn)，通過(guò)多影像匹配算法可以高效，準(zhǔn)確，圖像坐標(biāo)自動(dòng)測(cè)量，通過(guò)圖像的點(diǎn)運(yùn)算模式手動(dòng)點(diǎn)測(cè)量坐標(biāo)完全取代傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量。地面控制點(diǎn)的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，目前尚缺乏有效的算法來(lái)自動(dòng)定位圖像，只有數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站為光學(xué)坐標(biāo)由操作員手動(dòng)測(cè)量。從攝影測(cè)量軟件的角度，自動(dòng)空中三角測(cè)量的電流，是一種高效，對(duì)過(guò)程自動(dòng)化程度高，如果可以使用GPS數(shù)據(jù)的GPS / / POS，POS輔助空中三角測(cè)量，效率會(huì)進(jìn)一步提高，在某些情況下，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)空中三角測(cè)量的GPS/POS輔助空中三角測(cè)量的高精度，如果點(diǎn)確定，至少在四個(gè)角落區(qū)域網(wǎng)絡(luò)需要4個(gè)地面控制點(diǎn)的測(cè)量；如果是中小規(guī)模的測(cè)繪航空攝影測(cè)量，可以考慮采用地面控制空氣的三角的測(cè)量方法，這完全可以使用GPS/POS相機(jī)坐標(biāo)而不是地面控制點(diǎn)，達(dá)到了真正意義上的自動(dòng)空中三角測(cè)量。

3.POS數(shù)據(jù)輔助下的空三處理

在次更新，我單位生產(chǎn)也在轉(zhuǎn)型，在實(shí)際工作中常出現(xiàn)的同時(shí)，傳統(tǒng)的膠片圖像和數(shù)字圖像。然后POS數(shù)據(jù)介紹，與傳統(tǒng)工藝相比，空三加密過(guò)程和精度將改變形象，在這里我們可以在INPHO數(shù)據(jù)處理軟件和傳統(tǒng)的Helava數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站做實(shí)驗(yàn)，無(wú)論是專(zhuān)門(mén)處理數(shù)字圖像的空三加密軟件和傳統(tǒng)的空三加密的數(shù)字圖像處理軟件之間的綜合比較，來(lái)探討空三加密精度的影響，以及新技術(shù)的INPHO軟件的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

4.數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)及其精度分析

本次試驗(yàn)選用工程中某段外控點(diǎn)比較密集的地區(qū)，位于東經(jīng)117°15′～119°20′，北緯34°10′～34°50′，地勢(shì)平坦。采用國(guó)家大地坐標(biāo)系為平面坐標(biāo)系，國(guó)家高程基準(zhǔn)為高程系統(tǒng)?？刂泣c(diǎn)不夠均勻分布的要求下，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式。實(shí)驗(yàn)區(qū)可以得到20個(gè)控制點(diǎn)均勻分布。我們可以在兩個(gè)軟件，考慮20個(gè)控制點(diǎn)控制，統(tǒng)一的邊界提取只有6個(gè)控制點(diǎn)（其它的控制點(diǎn)的控制下作為一個(gè)檢查點(diǎn)）準(zhǔn)確度的檢查點(diǎn)和加密的變化。平面的相對(duì)誤差在20個(gè)控制點(diǎn)，高城海拉瓦和INPHO兩系統(tǒng)獲取加密點(diǎn)在0.26，地形圖生產(chǎn)的精度是足夠的。它是足夠的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件的控制下是相對(duì)穩(wěn)定的，可靠的。當(dāng)控制點(diǎn)相對(duì)較少，海拉瓦系統(tǒng)誤差值在控制點(diǎn)前在價(jià)格變化的情況下是比較大的，而INPHO系統(tǒng)進(jìn)入POS數(shù)據(jù)誤差變化平穩(wěn)，仍能保持高精度。

總結(jié)

總之，與現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)減少，系統(tǒng)穩(wěn)定性的INPHO優(yōu)于海拉瓦系統(tǒng)。這些結(jié)果表明，對(duì)兩系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)的分布是相同的，對(duì)于傳統(tǒng)的攝像機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)均勻分布，也適用于新的數(shù)碼相機(jī)拍攝，加入POS數(shù)據(jù)輔助空中三角測(cè)量，可以有效地減少地面控制點(diǎn)的個(gè)數(shù)。在實(shí)際工作中的同時(shí)，應(yīng)該讓實(shí)業(yè)有限公司控制點(diǎn)均勻分布在整個(gè)區(qū)域，有助于提高測(cè)量結(jié)果的精度范圍。

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