GPS辅助三角形测量

1、GPS辅助空中三角形测量 简述简述 GPSGPS辅助空中三角形测量方法辅助空中三角形测量方法GPSGPS辅助空中三角形的优缺点辅助空中三角形的优缺点GPSGPS辅助辅助空中空中三角形测量三角形测量 1.简述简述 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，然后将其视为带权观测值引入摄影测量区域网平差中，经采用统一的数学模型来整体确定地面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。 G

2、PSGPS辅助辅助空中空中三角形测量三角形测量作业过程作业过程：l 现行航空摄影系统改造及偏心测定l 带GPS信号接收机的航空摄影l 解求GPS摄站坐标l GPS摄站坐标与摄影测量数据联合平差，已确定目标点位并评定其质量原理原理：GPS辅助空中三角测量的基本思想是：利用安置于飞行器上以及架设在地面上N(N1)个基准站上不少于两台的GPS接收机同时对GPS卫星进行观测以获取连续的GPSGPS辅助辅助空中空中三角形测量三角形测量 GPS卫星数据，然后，利用载波相位测量差分定位技术对获取的卫星数据进行处理，从而得到待定点的X、Y、Z坐标。 目的目的：极大减少甚至完全免除常规空中三角测量所必需的地面控

3、制点，以节省野外控制测量的工作量缩短航测成图周期、降低生产成本、提高生产效率。 GPS辅助空中三角测量分为四个作业阶段： （1）对现有的航摄系统进行改造并进行偏-C,N定。对现行的航摄系统安装GPS接收机天线，然后测定GPS接收机天线到摄影中心的偏心量。 （2）用带有GPS接收机的航摄飞机进行航空摄影。在摄影过程中，主要是在地面基准站上布设至少两台GPS接收机，然后和飞机上的GPS接收机同时并且连续观测GPS卫星信号，从而测定GPS载波相位观测值以及航摄仪曝光时刻。 GPSGPS辅助辅助空中空中三角形测量三角形测量 （3）求解GPS摄站坐标。对GPS载波相位测量值进行离线后数据处理，求得航摄仪

4、曝光时刻机载GPS接收机天线的相位中心坐标，以及GPS摄站坐标和方差、协方差矩阵。 (4)非摄影测量数据与摄影测量数据的联合平差。通常，我们采用的非摄影测量数据主要为GPS摄站坐标值，然后把它视为带权观测值与摄影测量数据进行联合区域网平差，从而确定地面待定点的位置，并对其进行质量评定。 应用应用：数字地球、智慧城市、新农村建设以及大比例尺地形图的修测和更新中具有广阔的应用前景。GPSGPS辅助辅助空中空中三角形测量三角形测量2.2.辅助空中三角形测量方法辅助空中三角形测量方法（1）GPS 辅助空中三角测量的主要过程GPSGPS辅助辅助空中空中三角形测量三角形测量（2）方法航带法区域网空中三角测

5、量独立模型法区域网空中三角测量A. 光线束法区域网空中三角测量GPSGPS辅助辅助空中空中三角形测量三角形测量u航带法区域网空中三角测量 航带法区域网空中三角测量这种方法基本上模仿模拟法空中三角测量建立单航带的过程，也就是通过计算相对定向元素和模型点坐标建立单个模型，利用相邻模型间公共连接点进行模型连接运算，以建立比例尺统一的航带立体模型。这样由各单条航线独立地建立各自的航带模型。每个航带模型单元要各自概略置平并统一在一个共同的坐标系中，最后进行整体平差运算。为此要对各航带列出各自的非线性改正公式（使用二次或三次多项式或二次正形变换公式），按最小二乘法准则统一平差计算，求出各条航带的非线性改正

6、参数。计算过程中既要考虑使相邻航带间同名连接点的地面坐标相等，控制点的内业坐标同外业实测坐标相等，GPSGPS辅助辅助空中空中三角形测量三角形测量 又要使各模型点坐标（此时作为观测值看待）改正数的平方和为最小，从而最后获得全区域网加密点的地面坐标。 航带法的作业流程主要有： (1)像点坐标的量测和系统误差的改正 (2)像对的相对定向 (3)模型连接及统一航带网的构成 (4)航带模型的绝对定向 (5)航带模型的非线性改正 GPSGPS辅助辅助空中空中三角形测量三角形测量 u独立模型法区域网空中三角测量 独立模型法区域网空中三角测量,首先由航带内各相邻的航摄像片构成单模型（或双模型或模型组）视为刚

7、体单元，即在单元内不加任何改正的独立模型。各独立模型可以用解析法或用立体测图仪来建立。独立模型法区域网空中三角测量就是把这些独立模型的全部纳入到整体平差运算中。此时每个独立模型只作平移、旋转和缩放，把各个加密点和控制点的模型坐标作为观测值，使相邻独立模型的同名点的坐标相等，控制点的坐标同外业的实测坐标相等。在实践中常常把加密点的平面和高程分开解算，以减少计算机的存贮和计算工作量。 独立模型法区域网空中三角测量是在单独法相对定向GPSGPS辅助辅助空中空中三角形测量三角形测量 的基础上建立单个立体模型的，而这个单元模型可以由一个立体像对或者两个立体像对，有时也可以由三个立体像对组成。我们把这个单

8、元模型看作一个刚体，利用个单元模型彼此间的公共连接点组成一个区域，然后进行空间相似变换，完成连接过程中各个单元模型所需要的的平移、旋转以及缩放。但是，在空间相似变换中只有满足以下三点要求的情况下，才可以按最小二乘原理求得待定点的地面摄测坐标，即： (1)空间相似变换过程中，尽量保证模型间公共连接点的坐标相同。 (2)控制点的摄测坐标与其他地面摄测坐标最大程度上相同，或两者之间的差值尽可能小。 (3)依据最小二乘原则，使观测值改正数的平方和最小。GPSGPS辅助辅助空中空中三角形测量三角形测量主要内容： （1）以每个单元模型为求解对象，依次求出对应模型中模型点的位置坐标，此外，还需求出摄站点坐标

9、。 （2）把相邻模型上的公共点以及这些公共点所在模型中的控制点作为观测值，对每个模型进行空间像是变换，列出误差方程式然后求解。 其中空间相似变化的数学模型为： GPSGPS辅助辅助空中空中三角形测量三角形测量(3)按循环分块法对全区域建立起的改化方程进行分块求解，求得各个模型的7个参数。(4)由求得的7个绝对定向参数计算出各模型中平差后的待定点坐标。如果这些待求点是相邻模型的公共点，则取其平均值作为对应点的地面摄测坐标。u光线束法区域网空中三角测量 光线束法区域网空中三角测量以投影中心点、像点和相应的地面点三点共线为条件，以单张像片为解算单元，借助像片之间的公共点和野外控制点，把各张像片的光束

10、连成一个区域进行整体平差，解算出加密点坐标的方法。其基本理论公式为中心投影的共线条件方程式 （见解析摄影测量）。由每个像点的坐标观测值可以列出两个相应的误差方程式，按最小二乘准则平差，求出每张像片外方位元素的6个待定参数,即摄影站点的3个空 GPSGPS辅助辅助空中空中三角形测量三角形测量 间坐标和光线束旋转矩阵中3个独立的定向参数，从而得出各加密点的坐标。 主要内容： (1)获取每张像片的外方位元素以及地面点坐标的近似值。 (2)以一条摄影光线束为单元，根据每张像片上的控制点以及待定点的像点坐标与对应地物点坐标的的几何关系(共线条件方程)列出误差方程式。 共线条件方程的数学模型为： GPSG

11、PS辅助辅助空中空中三角形测量三角形测量 (3)逐点法化建立法方程。为了简化解算步骤，通常将法方程循环分块，先求解出某一类未知数，然后逐次求出剩余待求量。一般情况下是先解算出每张像片的外方位元素。GPSGPS辅助辅助空中空中三角形测量三角形测量（3)比较 以上3种方法中,光线束法理论公式是用实际观测的像点坐标为观测值列出误差方程式，所以平差的理论是严密的，加密的精度也应该最高。但在实施中应清除航摄资料本身存在的系统误差，否则光线束法的优越性就得不到发挥。航带法在理论上最不严密，但它在运算中有消除部分系统误差的功能，而且运算简单，对计算机内存容量的要求不高。同模拟法比较，解析法精度高，速度快，没有模拟法的种种限制，而且对航摄机物镜畸变、摄影材料的变形、