国产POS辅助空中三角测量精度分析.pdf

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1、第6期矿山测量No．62011年12月MINESURVEYINGDec．2O1ldoi：10．3969／j．issn．1001—358X．2011．06．002国产POS辅助空中三角测量精度分析术成枢，黄刚，张艳亭，任国庆(山东科技大学测绘科学与工程学院，山东青岛266510)摘要：以POS辅助空中三角测量原理为基础，基于国产POS、新型SWDC相机与惯性稳定平台集成进行的飞行试验，对试验数据进行处理后，使用TG—AT软件进行平差处理试验，通过试验验证地面控制点与附加参数对POS辅助空中三角测量精度的影

2、响。关键词：国产POS；空中三角测量；精度；地面控制点；附加参数中图分类号：P228．4文献标识码：B文章编号：1001—358X(2011)06—0010—03随着全球定位技术(GPS，GlobalPositionSys—摄影测量两个领域，它们在坐标系统和旋转角的定tern)和惯性测量装置(1MU，InertialMeasurementU—义上是不同的，下面介绍各种坐标系统的定义和相nit)的逐步完善和迅速发展，POS辅助航空摄影测互转换关系。量技术成为航空摄影测量领域的研究热点。POS辅惯性导航中常

3、用的坐标系包括：载体坐标系、导助航空摄影测量技术可以获得飞行的位置和姿态数航坐标系以及地固坐标系。据，通过检校和预处理，可以直接测定航片的外方位(1)载体坐标系：Xb沿机翼方向，机体右侧为元素，从而实现稀少或无地面控制点航空摄影测正；Yb为飞行方向，向前为正；Zb为机体垂直方向，量⋯。POS辅助空中三角测量技术的精度和可靠性向上为正。是研究者普遍关注的问题。(2)导航坐标系：Xn为东方向；Yn为北方向(大地北)；Zn为铅垂线方向，向上为正。1POS辅助航空摄影技术载体坐标系和导航坐标系之间可以通过一个坐

4、POS辅助航空摄影测量是指利用装在飞机上的标变换矩阵相互转换。变换矩阵由三个角、0和GPS接收机和设在地面上的一个或多个基站上的GPS组成，航空工程中通常把、0和称为载体姿态的接收机同步而连续地观测GPS卫星信号，通过GPS载航向、俯仰和横滚角]。其中0为俯仰角，机头朝上波相位测量差分定位技术获取航摄仪的位置参数，应用为正；为横滚角，右翼下沉为正；为航向角，右偏与航摄仪紧密固联的高精度惯性测量单元(IMU)直接为正。测定航摄仪的姿态参数，通过IMU、DGPS数据的联合后在摄影测量领域中，影像坐标系统是通

5、过相机处理技术获得测图所需的每张像片高精度外方为元素的框标或CCD传感器来定义的。相对于导航系统，的航空摄影测量理论、技术和方法。在摄影测量中采用类似地固坐标系的物方坐标系POS辅助航空摄影测量方法主要包括：直接地统。摄影测量系统中同样定义了旋转角度，O．J，，(，理定位法(DG，DirectGeo—referencing)和POS辅助来表示两个坐标系统间的转角，转角的转动顺序在空中三角测量方法(ISO，IntegratedSensorOrienta-不同的摄影测量成图系统中不同。tion)。在摄影测量

6、光束法平差中使用的旋转角转换顺POS辅助空中三角测量方法是指将IMU／DGPS序主要有两种：一种是，，K系统，即按照，，，c技术直接获取的每张像片的外方位元素，作为带权的顺序依次转换；另一种是，c，∞，系统，即按照，(，观测值参与摄影测量区域网平差，获得更高精度的，的顺序依次转换。像片外方位元素成果。将惯性导航坐标系统量测的姿态角(，0，)转POS辅助航空摄影测量同时涉及到惯性导航和换成摄影测量的姿态角(，∞，K)要考虑到坐标系和基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)重点项目旋转角定义的不同。同

7、时，还要考虑到地球曲率和(2008AA121301)子午线偏差对摄影测量坐标系统的影响。10第6期成枢等：国产P0·s辅助空中三角测量精度分析2011年12月在摄影测量中进行直接地理定位时，必须先从惯性量测系统测得的投影中心和姿态角(，0，)换算到在物方坐标系下的像方坐标系的转换矩阵值，进而求出用于摄影测量直接安置定向的(，，，c)角。在应用中，IMU需要与航摄仪紧密固联，确保两者之间各轴精确平行，但实际安装中存在一定的安装误差，使得IMU与航摄仪各轴指向之间出现一个微小的角度偏差，称为偏心角(Misa

8、lignment)。偏心角可以分解为三个方向上的角度偏差：ex，ey，eZ。偏心角在实际应用中必须进行检校，并在各种转换工程中考虑进去。图1实验设备如果IMU与航摄仪紧密固联，eX，ey，e：应该是常值。因为使用常规几何方法无法量取偏心角，通常使用飞行检校场的方法求出偏心角。这种方法是先在有足够数量高精度控制点的检校场进行检校飞行，然后采用空三方法计算出每张像片的投影中心位置和(，，，c)角，最后通过与IMU获得的位置和姿态数据进行计算，求