【无人机摄影测量系统原理概述1700字】

I无人机摄影测量系统原理概述目录TOC\o"1-3"\h\u25339无人机摄影测量系统原理概述 152791.1摄影测量共线方程原理 119261.2光线束法区域网空中三角测量基本原理 3177381.3Phantom4RTK无人机系统简介 5现阶段的摄影测量的应用有很多，但它们的基本理论和原理是相同的，也就是说，它们都是基于摄影构图的数学模型。对于照片，此数学模型基于共线性原理。在拍摄过程中，对象的三个点，镜头的中心和图像的点对齐。由此导出的方程式称为共线性条件方程式或构象方程式。对于一对立体图像（由不同的摄影站拍摄的两张照片，它们具有一定的图像重叠），可以获得一个可以显示内部和外部几何关系的数学模型。实际上，这些数学模型构成了单个图像的理论基础。以上数学模型构成了图像摄影测量法和双（立体）摄影测量法。1.1摄影测量共线方程原理共线方程的原理是描述像点a，投影中心S和对应地面点A三点共线的方程式。如图1.1所示。ZZYXXSYSZSYAAaXYXA-XSYA-YSXYZxyzSZZAZSZSZA1.1共线方程假设S点为摄影中心，主距为f，在地面摄影测量坐标系中，它的坐标（XS,YS,ZS）,物点A是坐标为（XA,YA,ZA）在地面摄影测量坐标系中的空间点，a是A在影像上的构像，它对应的像空间坐标为（x，y，-f），像空间辅助坐标系的坐标为（X,Y,Z）。此时a、A、S三点位于一条直线上，像点的像空间辅助坐标系（X,Y,Z）与地面摄影测量坐标（XA,YA,ZA）之间的关系如下：（1.1）式中：λ为比例因子。（1.2）则由像点的像空间坐标与像空间辅助坐标的关系可知：（1.3）（1.4）其中:ai,bi,ci(i=1,2,3,)为方向余弦分别是像空间辅助坐标系各轴与相应的像空间坐标系各轴的夹角余弦。像主点坐标为（x0，y0），带入（1.2）得（1.5）上式就是共线条件方程式，式中：x,y为像点的平面坐标x0,y0,f为影像内方位元素；XS,YS,ZS为摄影点的地面摄影测量坐标系；XA,YA,ZA为物方点的地面摄影测量坐标系。1.2光线束法区域网空中三角测量基本原理平差单元是指单张相片（即光线束）作为平差基本单元，像点坐标（xi,yi）为平差观测值。控制点是指单片平高点；双片平高点、平面点和高程点的内业计算坐标（XP,YP,ZP）与外业坐标（XT’,YT’,ZT’）相符合。加密点是指同名光线相交的地面点坐标（XP,YP,ZT）坐标相等。平差目的是指在整个区域内，利用共线条件方程统一平差，联合解算出个张相片的外方位元素和加密点的地面坐标（XD,YD,ZD）。理论模型是基于共线条件方程。基本公式：（1.6）式中：（dX,dY,dZ）为地面坐标改正数；（dXS,dYS,dZS）为摄站点坐标改正数；（dΦ,dω,dк）为相片外方位角元素改正数。平差计算的基本原理：光束区域网平差的原始误差方程：（1.7）阵形式：AijΔj+BijΔi-lij=viji：点的序号，j：相片序号参加平差的点列原始误差方程式：加密点：AijΔj+BijEQ\*jc0\*"Font:宋体"\*hps12\o\ad(\s\up11(.),Δ)-lij=vij已知地面控制点：AijΔj+BijEQ\*jc0\*"Font:宋体"\*hps12\o\ad(\s\up11(.),Δ)-lij=vij表2-1控制点误差立体重叠范围单张相片不考虑控制点本身误差平高控制点dX=dY=dZ=0平面控制点dX=dY=0高程控制点dZ=0平高控制点dX=dY=dZ=0考虑控制点本身误差平高控制点dX=vxP平dY=vyP平dZ=vzP平平高控制点dX=vxP平dY=vyP平dZ=vzP高平面控制点dX=vxP平dY=vyP平高程控制点dZ=vZP平1.3Phantom4RTK无人机系统简介Phantom4RTK这架无人机是一款小型高精度飞行多旋翼无人机。它是专为低空摄影测量应用而设计的。它配备了厘米级的导航和定位系统以及现代化的高性能成像系统。它支持RTK，PPK和实时数据。精灵Phantom4RTK进行了飞行控制时钟同步设计，相机和RTK实现了微秒的同步，并且相机的记录时间以毫秒为单位，因此图像具有更精确的位置信息，可以满足高精度航拍的需求，而无需视觉控制瞄准点中的对准点。支持没有可视控制点的三角形空气可以简化该过程并减少时间成本。它还自动记录准确的位置，姿势，置信度，镜头校准参数等，提供准确的航拍照片输出，并支持各种任务场景的操作和后处理需求。Phantom4RTK无人机主要可以同时支持实时差分定位(RTK)和实时后差分定位(PPK)其中，RTK标称精度为水平1cm±1×10-1×D。垂直1.5cm±1×10-6×D。RTK服务类型有3种，分别为专配的D-RTK2移动站、千寻网络RTK服务和自定义网络RTK(即省市级或自建CORS站)。在移动网络信号不佳的情况下，可关闭RTK模式，航摄时在已知点上架设GPS静态基站，航摄完成后进行后差分处理即可得到高精度的位置和姿态数据。精灵4RTK的理论续航时间为30min，实际作业中为保证安全降落，无风状态下的飞行时间一般控制在20mim以内。另外，精灵4RTK可提供远达7km的高清图传，做到随拍随看。精灵4RTK搭载的像机的具体参数：像幅大小/像素5472×3648，像元0.0024mm，焦距8.8mm。精灵4RTK的遥控器上安装有G