POS辅助UCD航空摄影测量直接地理定位误差分析.pdfVIP

POS 辅助UCD 航空摄影测量直接地理定位误差分析 1 1 2 2 赵海涛 ，左正立 ，房成法 ，王光 1 中国科学院遥感应用研究所航空遥感中心，北京（100101 ） 2 上海航遥信息技术有限公司，上海（200083 ） E-mail ：zhato@126.com 摘 要：本文分析了POS 辅助UCD 相机航空摄影测量直接地理定位误差的来源，根据望城 测区进行了实际精度分析，结果表明采用地面元分辨率为7.2 厘米的UCD 影像，将POS 直 接获取的外方位元素经偏心角改正和相机内方位元素自检校改正后，通过直接安置可以满足 1：1000 地形图的成图精度要求。 关键词：POS；UCD ；直接地理定位；误差分析 1. 引言 航空摄影测量一直是我国基础比例尺地理信息数据获取的主要手段。传统航空摄影测量 需要进行大量的地面像控测量工作，并通过空三测量获得内业测图所需的外方位元素数据。 因此对于传统的模拟相机航空摄影测量外业完成后，还需进行相片冲洗，影像扫描，又要投 入大量的人力物力和时间去完成外业像控测量工作，等内业测图完成后往往是航空摄影完成 1－2 年了，航空摄影资料的现势性大打折扣，而对于成图大比例尺测图，这种复杂的工序 更为影响现势性了[3] 。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、节省成图费用的技术也逐步应用到航空遥感的各个 领域中。基于上述原因，2007 年湖南省望城县为快速大面积制作 1：1000 大比例尺数字地 图产品，决定采用POS 辅助 UCD 数字相机航空摄影测量的技术。 2 ．项目介绍 2.1 航摄传感器系统介绍 （1）UCD 数字相机 全色波段影像尺寸：11500×7500 像素，像素大小 9um；实际物理幅：103.5mm×67.5； 全色波段镜头焦距：100mm，光圈 F=1/5.6 。 （2 ）机载传感器定位定向系统POS 系统 POS 系统采用加拿大 APPLANIX 公司的 POSAV510 系统。 （3 ）飞行管理系统 TRACKAIR 2.2 摄区概况 摄区为望城县城区，位于东经 112°47′-112°51′，北纬 28°23′-28°18′范围内。面积 31.59 平方公里。地形起伏不大，大部分在海拔 40 －60 米左右，最低点在 27.3 米，最高点在 96.6 米，整个呈东低西高、北低南高，东侧紧邻湘江。平均面选取在 50 米。 2.3 技术设计概况 采用国产运-5 飞机，地面元分辨率 7.2 厘米，航线敷设采用常规东西方向布设，航向重 叠度 65 ％，旁向重叠度35 ％，在测区范围内布设了3 个地面 GPS 基站，作为差分及不同坐 标系转换基准，测区摄影于 2007 年 5 月份一个架次完成。 - 1 - 2.4 检校场布设情况 由于安装时惯性测量单元IMU 的三轴不能和数字相机的参考坐标轴严格平行，存在着固 定的角度差即偏心角，偏心角需通过地面检校场区域网平差的方法进行解算，为此在测区内 选择城区的 4 条航线，作为检校场，并量测了 10 个地物点作为控制点和检查点。 3 ．直接地理定位误差来源分析 直接地理定位，即采用航空摄影定位定向系统获取的外方位元素，在数字摄影测量工 作站上直接进行模型安置，来生产数字产品的方法。这种方式，可不需要或需要极少量的地 面控制点，不需要空三加密，就可直接进行测图，极大的缩短了成图周期，降低了费用，更 可解决无法布设地面控制点地区的成图问题。但这种方法在成图过程中存在着许多误差，下 面将介绍各种误差的来源和影响。 3.1 投影中心位置误差 3.1.1 DGPS 定位误差 DGPS 定位受到多方面因素的影响，除受数据接收因素的影响外（如信号失锁、大气 折射、多路径、卫星数及分布等），还与 DGPS 处理技术