航空摄影测量中POS系统高精度定位技术.doc

航空摄影测量中POS系统高精度定位技术
摘要:航空测量及摄影,是依托某一航摄仪器,在飞行状态之下连续予以摄影。它关联着地表选出来的控制点,选取立体测绘。这类独特测量,可获取最为精准的数值,属于必要手段。在这之中,POS含有定向及定位,它是机载架构下的传感器,含有导航体系。依托POS体系,随时获取传递过来的载体姿态、载体飞行速率、各类方位信息,定位十分精准。依照相位差分,。为此,有必要明晰POS这样的精准定位,摸索定位技术。
关键词:航空;摄影测量;POS系统;高精度;定位技术
1 POS辅助航空摄影测量技术的基本原理
惯性导航系统(INS)是由IMU和控制系统组成,IMU又包括3个加速度计、3个自由度陀螺仪以及必要的数字电路和图形处理器(GPU),利用3个加速度计测量载体在三轴反向上的平移加速度、一次积分获取载体的瞬间速度,同时,陀螺仪可以记录三轴在导航坐标系中的姿态角,并给出载体航向,以此实现对载体的导航工作。GPS是目前应用最为广泛的定位和导航系统,可以为用户提供实时的空间坐标信息、速度信息和精确授时。差分全球定位系统(DGPS)技术是在多个已知点位上安装设置GPS基准站,对目标点位置接收机进行同步观测,基于各个基准站空间坐标信息和改正参数,对目标点数据进行求差改正,并综合全部观测数据进行平差计算,获取精确的三维坐标。IMU可以实现导航的完全自主化,降低了外界信息的依赖性,可以提供较高精度的导航、速度、航向等信息,但采用IMU的系统的导航精度完全取决于自身系统的精确性,这样就造成定位误差的时间积累。DGPS技术定位精度高、可以全天候进行连续定位,误差不随工作时长而积累,但采用DGPS技术的系统为非自主系统,不能实时提供姿态参数等,在运动过程中不易跟踪和捕获卫星信号,造成定位精度的下降。基于卡尔曼滤波方式将二者进行组合,形成互补,通过信息传递、数据融合和最优化求解,获得运动过程中高精度的导航系统。
1航空摄影测量中POS定位技术类型
POS直接定向法
航空摄影测量中最为重要的工作为定向,包括内定向、外定向、相?Χㄏ虻龋?通过定向获取影像的内方位元素、外方位元素、相对空间位置关系、瞬间像主点坐标等相关参数,以此恢复影像的曝光瞬间姿态和空间坐标。在航空摄影测量过程中,POS可以直接获取空间位置信息和姿态数据等定位参数,经过数据融合和解算得出曝光瞬间的光束的空间位置和姿态,通过误差消除和改正,获取高精度的像主点坐标和外方位元素。该方法适用于比例尺较小、观测环境较差、精度要求低的情况。
POS辅助空中三角测量法
POS辅助空中三角测量法是将POS获取的外方位元素当成已知带权观测值,参与区域网平差,获取更高精度的外方位元素的技术方法,又称为集成传感器定向法。在应用过程中,该方法存在POS坐标系统与摄站坐标系统之间的转换问题,其中包括POS直接测定的3个姿态角元素与外方位元素的3个角元素之间的转换,POS直接获取的三维坐标与外方位元素的坐标之间的转换。与POS直接定向法相比,两者最大的区别在于是否进行了空中三角测量加密解算。
2航空摄影测量中POS系统高精度定位技术的应用

航空摄影之中,POS被设定成必备的载体,可以拍摄照片,它凸显了不可替换的摄影