解析空中三角测量的最新发展课件

单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,解析空中三角测量最新发展,武汉大学,遥感信息工程学院 摄影测量教研室,摄影测量学,（上）,第九章,解析空中三角测量最新发展 武汉大学摄影测量学（上）第九章,1,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,主要内容 摄影测量加密方法回顾,2,一、传统摄影测量加密,X,Z,Y,S,S,高程控制点,平高控制点,待定点,一、传统摄影测量加密XZYSS高程控制点平高控制点待定点,3,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,传统摄影加密的三种方法,像片坐标,初步航带平差,计算/量测航线,区域网平差,计算/量测独立模型,相对定向,航线构成,光束法,独立模型法,航带法,航带法传统摄影加密的三种方法像片坐标初步航带平差计算/量测航,4,传统的摄影测量目标定位过程,像控测量,获得,GCP,坐标,空三加密解算像片外方位元素,X,s,Y,s,Z,s,前方交会解算地面点坐标,航空,摄影,外业,控制,空三,加密,传统的摄影测量目标定位过程 像控测量空三加密解算像片外方位元,5,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,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,6,单差分方式相对动态,GPS,定位示意图,带,GPS,的航空摄影,单差分方式相对动态GPS定位示意图带GPS的航空摄影,7,GPS,辅助空中三角测量,X,Z,Y,S,S,待定点,高程控制点,平高控制点,GPS辅助空中三角测量XZYSS待定点高程控制点平高控制点,8,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,作业过程现行航空摄影系统改造及偏心测定,9,现行航空摄影系统改造,机载天线相位中心,航摄仪投影中心,A,S,u,v,w,带,GPS,信号接收机的航空摄影系统,GPS,天线放大器,GPS,信号接收机,航摄仪,天线,现行航空摄影系统改造机载天线相位中心航摄仪投影中心ASuvw,10,GPS,航空摄影系统的空间偏移,Y,Z,X,GPS航空摄影系统的空间偏移YZX,11,GPS,摄站坐标解求,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）,状态方程,观测方程,GPS摄站坐标解求依照Kalman滤波递推算法，求出每一观测,12,GPS动态定位软件,DDkin,GPS动态定位软件 DDkin,13,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,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,14,投影中心与,GPS,天线相位中心之几何关系,A,机载,GPS,天线相位中心,航摄仪投影中心,S,M,Z,Y,X,u,v,w,x,y,投影中心与GPS天线相位中心之几何关系A机载GPS天线相位中,15,GPS,摄站坐标误差方程,顾及动态,GPS,定位之系统误差,线性化之误差方程,GPS摄站坐标误差方程顾及动态GPS定位之系统误差,16,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,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,17,GPS,辅助光束法法方程,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辅助光束法法方程与常规光束法比较法方程边宽加大了,但其,18,GPS,辅助光束法区域网平差法方程系数阵,A B C D E F G H I J K L M N O,c r d,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,转,置,对,项,称,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O,1，2，20 待定点名,A，B，O,像片名,平高地面控制点,GPS辅助光束法区域网平差法方程系数阵 A B,19,建议采用的地面控制方案,建议采用的地面控制方案,20,中国,GPS,空三试验区分布图,承德,(1998),面积:,81000,km,2,黑龙江,(19961998),面积:,17600,km,2,北京,(19961998),面积:,205,km,2,天津,(1995),面积:,1100,km,2,太原,(1994),面积:,10,km,2,中越边界,(19961998),面积:,10700,km,2,海南岛,(19961998),面积:,30000,km,2,总面积：364000,km,2,加密区：150000,km,2,新疆,(20022004),面积:,142000,km,2,酒泉,(2004),面积:,32000,km,2,秦岭,(2004),面积:,24000,km,2,敦煌,(2004),面积:,25000,km,2,中国GPS空三试验区分布图承德(1998)黑龙江(199,21,太原试验,(,1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵地,),太原试验(1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵,22,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(152,mm,)，,区域为 3,8，,Trimble 4000，2s,数据更新率,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),对于1:1000航测成图，检查点不符值：,平面,0.5,m，,高程,0.40,m,对于1:500航测成图，检查点不符值：,平面,0.5,m，,高程,0.35,m,太原试验结果(1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,23,太原试验,(,1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵地形,),太原试验(1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵,24,太原试验,(,1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵地形,),太原试验(1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵,25,GPS,辅助空三结果分析,带地面控制的,GPS,辅助,光束法区域网平差理论精度非常好：,平面,1.2,s,o,2.8,s,o,，,高程,2.0,s,o,4.4,s,o,，,达到自检校光束法区域网平差精度,实际精度：,平面,1.6,s,o,4.3,s,o,，,高程,1.3,s,o,3.1,s,o,，,高程方面与理论精度完全符合，平面位置由于内业判点误差等导致与理论精度有一定差距。但平差结果完全满足测图控制对加密成果的精度要求,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,GPS辅助空三结果分析带地面控制的GPS辅助光束法区域网平差,26,三、,POS,辅助空中三角测量,空间前方交会解算地面点坐标,（直接传感器定向）,POS,辅助空中三角测量,（集成传感器定向）,POS,系统测定像片外方位元素,X,s,Y,s,Z,s,三、POS辅助空中三角测量空间前方交会解算地面点坐标POS,27,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,POS,系统,目前国际商用系统：,1、加拿大,POS,系统,2、德国,Aerocontrol IId,系统,航摄相机POS系统目前国际商用系统：,28,POS,系统,直接测量摄影时刻像片位置与姿态,精度,POS系统直接测量摄影时刻像片位置与姿态精度,29,POS,航空摄影系统的空间偏移,POS航空摄影系统的空间偏移,30,空间前方交会,单模型点投影系数法,多片最小二乘平差法,空间前方交会单模型点投影系数法多片最小二乘平差法,31,POS,辅助空中三角测量,I,IMU,旋转中心,航摄仪投影中心,S,M,Z,Y,X,u,v,w,x,y,x,I,y,I,z,I,POS辅助空中三角测量IIMU旋转中心航摄仪投影中心SMZY,32,布设检校场,检校场的布设,飞机进场时飞,S,弯,布设检校场检校场的布设飞机进场时飞S弯,33,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),34,北京测区试验,(2003年摄影，比例尺1:8000，平地),注：“系统误差改正”指将前方交会获得的每一个地面点三维坐标分别减去其平均残差,1:2000航测成图 检查点不符值:,平面,1.0,m,高程,0.4,m,POS,系统所确定加密点坐标的精度,GPS,辅助光束法平差的精度,北京测区试验(2003年摄影，比例尺1:8000，平地),35,试验区位于河南省安阳市，距北京约500公里,1422,km,2,平地、丘陵,1:5000,1:20000,52.5,km,2,测区范围,平地,地貌情况,1:1000,成图比例尺,1:4000,航摄比例尺,安阳市,安阳测区试验,(2002年摄影，比例尺1:40001:20000，平地丘陵地),试验区位于河南省安阳市，距北京约500公里1422km2平,36,1：20000测区,检校场,1：4000测区,安阳测区,航线略图,1：20000测区检校场1：4000测区安阳测区航线略图,37,安阳测区试验,(2003年摄影，比例尺1:4000，平地),1:1000航测成图，检查点不符值:,平面,0.50,m,高程,0.25,m,POS,系统所确定加密点坐标的精度,安阳测区试验(2003年摄影，比例尺1:4000，平地),38,安阳测区试验,(2003年摄影，比例尺1:20000，丘陵地),1:5000航测成图，检查点不符值:,平面,1.75,m,高程,1.00,m,POS,系统所确定加密点坐标的精度,安阳测区试验(2003年摄影，比例尺1:20000，丘陵,39,1:50000比例尺航测成图可无需地面控制点和空三加密,根据本次实验结果，1:50001:10000比例尺航测成图可省去地面控制；建议加测少量控制点参与平差，提高整体精度，并检核成图精度,1:1000和1:2000比例尺航测成图可大大减少野外像控测量工作量,POS,试验与结论,POS试验与结论,40,航空摄影测量作业,航空,摄影,外业,控制,空三,加密,内业,成图,POS,航空摄影测量作业航空外业空三内业POS,41,谢谢大家,谢谢大家,42,我们的承诺：不做不良品。,11月-24,11月-24,Thursday,November 14,2024,为别人鼓掌的人,才能赢得别人的鼓掌。,01