gps在攝影測量中應用的研究

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1、GPS在攝影測量中應用的研究'.穆定但尹GPS在攝影測量中應用的研究韓挺瑞●_--__一摘要本文主要介紹GPS動志定位技術與攝影洲量相結合,需要解決的技術問題;敘述采用空中三角測量聯(lián)合平差,對三次飛行試驗獲取的數(shù)據(jù)和資料進行處理的結果;展望將來的應用前景.●【關鍵詞】GPS動志定位j空中三J;}測量的聯(lián)合平差;應用前景前言自從1985年以來,世界上一些國家的測量部門,開始研究GPS在攝影測量中的應用,先后進行了機載GPS接收機的飛行試驗和數(shù)據(jù)處理.當消除了系統(tǒng)偏差之后,GPS的定位精度優(yōu)于米級.為了引進先進的

2、科學技術,國內(nèi)一些單位相互支持,推進了GPS在攝影測量中應用的研究與試驗工作,現(xiàn)在就有關研究與飛行試驗的情況報告如下.一,GPS動態(tài)定位技術與攝影測量相結合GPS在攝影測量中的應用,是把GPS動態(tài)定位技術與解析空中三角測量相結合,組成一個實際應用系統(tǒng).是多種科學技術的綜臺運用,其中主要包括GPS,電子,機械,攝影測量和計算機應用軟件設計等技術.需要解決的技術問題可以分為三個方面.1.GPS動態(tài)定位GPS動態(tài)定位主要解決兩方面的問題,一方面是如何使用GPS接收機獲取完整的GPS定位觀測數(shù)據(jù).制定最佳的作業(yè)方案,

3、處理觀測過程中出現(xiàn)的各種技術問題.另一方面是應用后處理軟件,對觀測的數(shù)據(jù)進行處理分析,剔除錯誤,計算出相對定位坐標,檢查分析計算結果的可靠性.2,曝光時刻與GPS時間匹配'GPS動態(tài)定位確定了飛行航線的軌跡,攝影相機曝光時4天線相位中心的位置在這個軌跡上,具體在那個確定的點上,則需要通過曝光時刻與GPS時間相匹配.解決這個技術問題要有既懂得GPS接收機又懂得航攝相機的技術人員,研制曝光時刻同步裝置的器件,以便把曝光時刻的電訊號引入GPS接收機.當然,輸入接收機內(nèi)的電脈}巾,必須符合額定的技術參數(shù).Trimbl

4、e4000SSTGPS接收機把這個脈沖轉變?yōu)镚PS時聞,精度達到百萬分之一秒.3.解析空中三角測量解析空中三角測量是攝影測量工作者非常熟悉的基本理論在實際生產(chǎn)中,加密計算由標準配置的六個地面定向點單航線乎差,發(fā)展到目前的周邊布設地面控制點的區(qū)域網(wǎng)乎差而夸,與GPS動態(tài)定位相結合,向著無地面控制的空中三角測量的方向發(fā)展在研究試驗中,利用GPS動態(tài)定位數(shù)據(jù),以光束法平差的理論公式為基礎,加入下面的誤差方程:?26?,7廠,≯●圖+嘲十卜Z'.A.--.~'at]這個方程表示了天線相位中心與攝影中心之問的相互關系,

5、它是一個線性化方程.這項工作研究的內(nèi)容包括:整體平差的數(shù)學模型和應用軟件的設計;大地基準的轉換和輔助坐標系的選擇}GPs定位精度的檢驗和曝光時刻同步精度的鑒定;布設最少地面控制點或無地面控制點的精度試驗等.本課題研究的目標是,第一步先解決中小比例尺的測圖和用常規(guī)方法不能完成的測繪任務;第二步解決大比例尺的成圖二,飛行試驗的處理結果為了探求GPS在攝影測量中的應用,自從1989年12月份以來,西安測繪研究所分別與煤炭部航測遙感公司等單位,在太原等地區(qū)進行了三次GPS動態(tài)定位的飛行試驗前兩次試驗使甩的是9302C

6、Z型GPS衛(wèi)星導航儀,采用偽距法單點定位.當時因為沒有解決航攝相機與GPS接收機的同步問題,所以才應用解析法來解算曝光時刻的天線相位中心位置,為解析空中三角測量提供控制數(shù)據(jù).第一次飛行試驗用的攝影機為WILDRc一10,焦距f一153,777mm,攝影比例尺為1:8000--1t10000.攝影三條航線,每條航線有21—23張像片.外業(yè)控制點是從舊像片上轉刺的,共73十,其沖四個角上的4個定向點與GPS數(shù)據(jù)聯(lián)合平差.第二次飛行試驗用的攝影機為LMK測量相機,焦距f一210.670mm,攝影比例尺為1t1700

7、0,攝影二條航線每條航線有3張像片.外業(yè)控制點是實地測量的,7個平高控制點,8個高程控制點,其中1個平高點和2個高程點與GPS數(shù)據(jù)聯(lián)合平差.這兩次平差計算的結果列入表1.表l偽距法定位數(shù)據(jù)聯(lián)臺平差的精度統(tǒng)計(單位;米)第一次試驗第二次試驗7315中n】X土1.52土O68誤mY土1.57土O49差mz土1.98土O.42正+1.12+O.35均.誤—073一O?23}差+006+O,15最AX+4.07+1,52大_誤ay一4'94——1.05差△z—636+0.96?27?第三次試驗使用了兩臺Trimble

8、4000SSTGPS接收機,該接收機屬航空測量型,既可以接收曲距數(shù)據(jù),又可以接收載波相位數(shù)據(jù),既能向外部發(fā)送1PPS時間信號,又能接收航攝相機曝光時刻輸入的事件脈}中.配有成套的后處理應用軟件,不僅能用于航空攝影測量,而且還可以用于高精度的大地測量.在進行第三次飛行試驗之前,在地面上進行了靜態(tài)和偽動態(tài)的精度測試.所謂偽動態(tài)就是兩臺接收機中做為動態(tài)用接收機在工作時實際不動,但在采集數(shù)據(jù)中,完全按照動態(tài)