SWDC-4数字航摄仪.doc

目录一、 SWDC数字航空摄影仪介绍2二、 SWDC的使用的人员构成及要求3三、 航线设计3四、 相机操作6五、 数据处理7一、SWDC数字航空摄影仪介绍SWDC系列数码航空相机是基于瑞典Hasselblad H系列4K5K或7K5K数码相机，集成重力2维稳定平台、数字罗盘、K电动调节、空管PC104嵌入式计算机和GPS导航、记录等系统。是我国具有自主创新品牌的测绘设备产品。SWDC除具有一般数码航空相机特性外，最大的特点是镜头可更换， 35mm、50mm、80mm焦距正好对应传统23*23相机的88mm、152mm、300mm焦距，SWDC-4数字航摄仪幅面较大，像素达10K14.5K（像元大小6.8微米）。除此以外，SWDC还有以下特点：1、影像质量较好SWDC数字航摄像机影像获取的影像质量较高（像方分辨率6.8），影像色彩丰富逼真、色调均匀。其彩色质量高于融合彩色，真实感强。2、测图精度较高SWDC数字航摄像机，基高比大（0.55以上），同等地面分辨率(GSD)下为其他进口数字像机的两倍。摄影仪自研发成功投入使用以来，通过多个测区检验了其测图精度，各种比例尺尤其是小比例尺航空摄影测量测制的相应比例尺DLG、DEM、DOM产品的平面及高程中误差均在限差的1/21/3范围内。3、作业方式合理、作业难度降低、像机设计合理，满足了航空摄影的要求SWDC数字航摄像机从设计研制、生产到试验全过程始终紧密地围绕测绘生产实际情况，以满足测绘生产用户需求为第一目标。（1）SWDC数字航摄像机其航摄航高是进口数码航摄相机的1/2-1/3左右。航高的降低使可飞天气增多，大大提高了飞行效率。由于其像元角大，视场角也较大，其像幅与进口像机大致接近。（2）SWDC数字航摄像机应用了强大的飞行管理系统和亚米级GPS实时坐标的技术，在室内航摄技术设计完成后，航摄全过程实行高精度定点曝光，通过内置式GPS，可同时获取GPS辅助空三的GPS记录。（3）SWDC数字航摄像机可以根据摄区情况和技术要求选择35 MM、50MM、80MM镜头互换，从城区、平坦地区到山区测绘都有适当的焦距可选。（4）SWDC数字航摄像机一架次可连续作业4小时以上，3套存储卡可拍摄1500张影像，同时提供一个备份电池，保证了满架次飞行的需要。4、满足在航空摄影特殊困难地区和我国正在进行的200万平方公里无图区测绘航空摄影中的使用要求SWDC数字航摄像机由于采用了GPS辅助空三技术，使地面测定控制点的数量大大减少。在由20个像对、4-6条航线组成的区域网中只需测定五个点（四角各测一个点，中间增设一个检查点）即可满足精度要求，使地面测定控制点的数量大大减少。减少了野外测绘人员的工作量。而且PPP技术的使用取消了地面基准站，较适合在航空摄影特殊困难地区和我国正在进行的200万平方公里无图区航空摄影中使用。5、价格经济（1）SWDC数字航摄像机自身成本远远小于进口数码像机（约为1/31/4），且其功能及彩色影象质量与进口像机相当甚至更好。（2）该像机航摄后处理如空三加密、全数字测图等工序已有JX4等现成软件直接配套使用，不必增加大量额外费用购置后处理软件。（3）数字像机无需使用胶片，即节省了胶片冲洗和扫描仪的费用，也减少了环境污染。二、SWDC的使用的人员构成及要求1、摄影员（2名）要求摄影员要能进行高空作业，了解一些基础的测绘知识并能够熟练地应用电脑进行一些常规作业。2、航线设计和GPS数据处理人员（1名，可由数据处理人员兼任）要求能够熟练地掌握测绘方面知识，进行航线设计并对设计航线的最大重叠或最小重叠是否满足要求进行分析；能够对GPS观测有所了解，并清楚地形图分幅方面的知识。3、影像数据处理人员（2-4人）要求有操作软件特别是影像处理软件的经验，通过培训能熟练的应用SWDC相关的影像数据处理软件进行工作。三、航线设计航线设计模块ARoute用于SWDC数字航摄仪自动定点曝光作业的控制数据设计。使用者输入经纬度坐标点定义的面状航摄区域边界点和线状航线的端点，ARoute依据相对航高、有效像幅、航摄仪主距、航向和旁向重叠率、边界外覆盖宽度、面状区域的航线方向等基本参数，计算出覆盖全部定义区域或线状航线的曝光点经纬度坐标，并输出曝光控制文件和飞行导航数据。输入一个经纬度坐标点的方法，既可以用鼠标直接在屏幕上拾取或捕捉，也能用键盘通过对话框输入其坐标值。键入数值既可以在“度”、“分”、“秒”编辑框分别键入“度”、“分”、“秒”数值，也可以只在“度”编辑框键入“度.度”形式的数值。不管何种输入，ARoute最终都格式化为“度”、“分”、“秒”显示。为了方便操作，ARoute在小范围内把经纬度作为直角坐标显示，设计过程中所指的“直线”、“矩形”等仅代表为经纬度坐标意义下的显示图形，而不表示实际地球表面上或其它地球投影坐标系下的“直线”和“矩形”等。ARoute不能用于设计跨越地球南北极或跨越东西经180度经线的航摄区域和线状航线的定点曝光控制数据。ARoute的基本操作步骤如下：图一1. 界定摄区最大范围ARoute的设计图形显示单位为经纬度坐标。为了限定设计图形的显示范围，ARoute安装后首次运行时自动弹出“摄区最大范围”（图一），之后可随时通过下拉菜单“参数|修改摄区最大范围”执行此命令。用户每次设计一个航摄任务之前，应首先检查当前“摄区最大范围”的“左上角”和“右下角”坐标值是否合适，一般情况下，此范围比实际摄区边界超出10%15%即可。根据“摄区最大范围”和屏幕显示比例，ARoute从1:1万1:10万之间自动选择一个合适的比例尺地形图分幅，在图形窗口显示该范围内的全部图幅边界和图幅编号。图二图三2. 定义摄区摄区是由若干直线段作为边界构成的一个或多个面状区域，以及一个或多个直线段组成的线状航线。下拉菜单“航线定义”项下或图形窗口内鼠标右键弹出菜单提供了定义摄区的各个命令。添加一个摄区图形首先应选择绘制该图形的命令，然后输入定义该图形的坐标点。ARoute有矩形（包括两点和三点法）和多边形绘图命令用于添加面状区域、线状航线命令用于添加线状航线。两点法矩形命令定义一个平行于经纬线的矩形。用户可以通过移动光标至该矩形的其中一个拐角、按下鼠标左键并移动光标至其对角抬起该键来拾取矩形的坐标范围，亦可通过“航线定义|键入坐标”下拉菜单或鼠标右键弹出菜单“矩形坐标”命令打开“输入矩形坐标”对话框（图二）直接输入矩形左上和右下角的坐标值。三点法矩形命令定义任意方向布置的矩形。用户需要依次输入不在一条直线上的三个点，其中前两点绘出矩形的其中一条边，第三个点确定矩形块相对此边的宽度和方向。每个点的位置可用鼠标左键拾取或通过“航线定义|键入坐标”下拉菜单或鼠标右键弹出菜单“节点坐标”命令打开“输入经纬度坐标”对话框（图三）直接输入坐标值。图四图五下拉菜单“航线定义|多边形区域|”或鼠标右键弹出菜单“定义任意多边形摄区”命令用于添加不规则多边形区域，每个点的输入与三点法矩形命令中的方法类似，只不过从第三个点开始，对话框“输入经纬度坐标”可以选择输入前进方向的角度和距离（图四）。新添加节点若与第一个节点很近，ARoute自动“闭合”所绘多边形，否则，应执行“闭合”命令完成多边形的添加。单个多边形的边除了两两首尾相接，中间不能相交，也不能有超过两边线相接。后添加的面状区域若与已有面状区域存在交叉，需要用户选择面状区域（无论是矩形还是不规则多边形，这里均指多边形）运算的方式（图五）“合并”，指合并两个多边形；“相切”运算只留下两个多边形的重叠区域；“裁切”只保留已有面状区域中不与新添面状区域重叠的区域；“保留原状”则不作任何运算。多边形运算后的结果如果出现“岛”多边形，提示失败，并保留原状。另外，如果后添加的面状区域完全为已有面状区域内的一个“岛”，ARoute询问是否“作为删除区域”，选择“确认”使该部分从面状区域（青色边界线）中剔除（黄色边界线），选择“取消”则新添图形无效。ARoute不允许有多于一次的多边形嵌套，即不能有“岛”中“岛”现象。下拉菜单“航线定义|线状航线|”或鼠标右键弹出菜单“定义线状航线”命令用于添加构架航线、河流、道路、境界等线状航线。此命令可一次添加若干线段构成的连续线状航线，其操作近似添加不规则多边形，只是在输入了最后线段后执行“结束”命令。添加三点矩形、不规则多边形区域和线状航线的操作过程中，除了下拉菜单和鼠标右键弹出菜单选择所需命令，还可以执行若干快捷键：u 空格、回车、 End 闭合多边形或结束线状航线。u U、Delete、Del 删除最后一点。u Esc 中断命令，忽略当前所绘图形。下拉菜单“视图|打开（/关闭）捕捉”用于光标捕捉功能的设置。当“捕捉”有效时，被捕捉的的端点或线段中点以红色小方框提示。图六“打开/关闭航线定义列表”命令弹出或关闭“摄区边界列表”窗口，其中“序号”列数字与面状图形内的标示和线状航线起点的数字对应。该窗口用于查看现有摄区图形的坐标、临时失效某些图形、删除图形（鼠标选择，Delete或Del键删除）。3. 计算曝光点（1） 选择“参数|航线设计基本参数”菜单打开对话框（图六）检查和修改航摄仪参数、相对航高、重叠率等，其中某些项仅作为提示，而非必需。（2）从“摄区边界列表”窗口选择（R）需要计算曝光点的图形编号。这是由于同一个摄区内可能要用到不同的航高、重叠率等基本参数，如构架航线与主要航线就有可能采用不同的航高。此时，应需要先去掉其中一部分图形，计算完选出图形的曝光点后，再输入不同的基本参数，选择另一部分图形，重复曝光点计算命令。图八（a）图七方向点一一（b）方向点二一（3）设置面状区域航线方向。“参数|面状摄区航线方向”菜单打开“航线方向”窗口（图七a），用户可选“东西向”、“南北向”、键入从正北方向顺时针旋转的任意角度，或者选择（R）“屏幕输入”（此操作后，“捕捉”自动开启），在屏幕上输入两个方向点（图七b），由ARoute计算出实际方向值显示在窗口，无误后点击“确认”按钮生效。（4）执行“航线定义|计算曝光点”命令算出航线及曝光点坐标，如果已经存在曝光点，ARoute询问是否删除，选择不删除是为了合并不同基本参数的航线于同一个曝光控制文件。计算结果以蓝色线段和圆点显示（图八），光标移动到曝光点处，还能看到其编号和坐标。图九（5）必要时，对地形起伏变化较为明显而又无需另行分区的局部进行重新布设。“航线定义|航线局部重设”命令打开“航线局部重设”窗口（图九）供航线内局部曝光点的重新设置，每次选择和“布设”后，请按“应用”按钮使修改生效。对于旁向间需要改变航线布局的情况，应采用增加线状航线或分区的方法来处理。若定义了不止一个摄区图形且需要用到不同的航高或重叠率等，重复以上（1）（5）步骤。4. 输出曝光控制文件准备好曝光点数据后，执行“文件|输出曝光控制文件”菜单命令，选定一个文件名（.eps），ARoute输出SWDC格式的曝光文件，同时以相同文件名缀以.sgd扩展名输出航带导航坐标文件。5. 备份设计文件用户设计的摄区图形、参数设置和航线曝光点等都可“保存”在ARoute的文档(.rut)中，如若需要，之后还能“打开”查看、修改等。四、相机的操作1、飞机到场后的工作 将相机安装的飞机上，并将GPS天线固定在飞机上。（如果第二天就要飞行且天气条件允许，相机可直接放在飞机上，否在要拆下带回）2、飞行前一晚的工作（1）将第二天飞行的导航坐标给飞行员，并告知飞行时的注意事项（如转弯角不小于15度等）（2）相机试曝光，确保正常工作 （3）将第二天要用的飞行文件导入飞控计算机（4）清空飞控计算机中的erc文件 （5）清空GPS（6）清空存储卡中的数据并将一套卡插入相机 （7）电源充电 （8）GPS充电3、飞行当天早晨的工作（1）安装相机并试曝光 （2）检查检影器的清晰度4、起飞前10分钟的工作（1）取下镜头盖和检影器盖并关好飞机底仓盖板 （2）开启GPS并确保其接收和记录信号正常5、飞机飞行平稳后的操作（1）打开所有的旋向锁死装置 （2）调节前后螺丝使水平气泡居中6、进入航线前10分钟的操作（1）拉开飞机底仓盖板 （2）开启相机、开启程序 并试曝两张（3）按下7键进入定点曝光状态7、飞机进入测区后的操作 飞机进入测区后如果飞行有旋偏，则需要根据控制面板上地物显示屏上的地物走向来调整旋偏。如果飞行过程中有什么信息（如偏离过大或漏曝光等）都要详细记录，越详细越好。飞完测区后关闭底仓盖板。8、飞机落地后的工作 （1）导出控制计算机中的.erc文件 （2）关闭相机 （3）取出相机中的卡 （4）关闭GPS并记录GPS关机时间 （5）打开底仓盖板，盖上相机镜头盖和取景器镜头盖 （6）相机装箱并拿回GPS接收机用来导出GPS数据 （7）重复1.2的工作五、数据处理1、GPS数据处理 GPS数据处理流程如下：.t01格式数据.dat格式数据RINEX格式数据GPS星历数据外部事件文件摄站点坐标Trip解算