GNSS在航空攝影輔助空三測(cè)量中的應(yīng)用

發(fā)布日期：2018-05-29 00:00 瀏覽量：12869

　　全球定位系統(tǒng)習(xí)慣上被人們簡(jiǎn)單的稱(chēng)之為GNSS。它的應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛，比如說(shuō)汽車(chē)的導(dǎo)航系統(tǒng)等，給人們的出行和生活帶來(lái)了便利，它能夠快速準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)定位。除此之外，它的最重要的應(yīng)用是輔助空三測(cè)量。該技術(shù)的利用優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)定位，它的操作需要空間監(jiān)控設(shè)備和地面的接收設(shè)備的配合。首先飛機(jī)上的多臺(tái)GNSS接收機(jī)同時(shí)快速連續(xù)地記錄GNSS信號(hào)，然后與地面的固定接受點(diǎn)連接，通過(guò)采集動(dòng)態(tài)載波相位GNSS相對(duì)定位技術(shù)的離線數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理后，獲得航攝飛行時(shí)攝影機(jī)曝光時(shí)刻，攝站相對(duì)于地面已知點(diǎn)在WGS-84坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)；然后將其視為輔助觀測(cè)數(shù)據(jù)，引入攝影測(cè)量區(qū)域網(wǎng)平差中，獲取最終的大地坐標(biāo)。

　　這種技術(shù)的應(yīng)用主要的一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是，地面可以設(shè)定少量的接收點(diǎn)，但是少量不代表沒(méi)有限制，應(yīng)該根據(jù)測(cè)量的需求進(jìn)行數(shù)量的確定。該技術(shù)自從問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)了人們的反復(fù)實(shí)踐論證，最終證明具有實(shí)際操作的可能和優(yōu)勢(shì)。某些山區(qū)由于地理位置特殊，山內(nèi)情況復(fù)雜，所以傳統(tǒng)的人工測(cè)量難度大，測(cè)量的危險(xiǎn)值高，測(cè)量的數(shù)據(jù)部準(zhǔn)確，給進(jìn)一步的施工或者設(shè)計(jì)帶來(lái)不便。GNSS空三測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用對(duì)這類(lèi)問(wèn)題可以進(jìn)行良好的解決。它的測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確全面，而且無(wú)需大量的人力操作，大大的節(jié)約了設(shè)備和人力的投資成本。下面結(jié)合某地的實(shí)際測(cè)量情況。對(duì)該技術(shù)進(jìn)行全面的剖析。

GNSS在航空攝影輔助空三測(cè)量中的應(yīng)用.jpg

　　1、項(xiàng)目?jī)?nèi)容及工作量

　　技術(shù)人員根據(jù)實(shí)地的測(cè)量需要和繪制的影響需求質(zhì)量，設(shè)定了相應(yīng)的航攝分區(qū)、加密分區(qū)數(shù)量，并按照相關(guān)的實(shí)際要求準(zhǔn)備了符合要求數(shù)量的設(shè)備。

　　2、踏勘

　　測(cè)量的地點(diǎn)是距離城市較遠(yuǎn)的偏僻山區(qū)，地理位置偏遠(yuǎn)、地理環(huán)境惡劣，由于該地受到交通的制約，所以經(jīng)濟(jì)不夠發(fā)達(dá)，人們的生活水平比較低，又因?yàn)檎闹匾暢潭炔粔?，所以該地的交通狀況沒(méi)有隨之等到任何的改善，給實(shí)際的測(cè)量工作帶來(lái)了一定的障礙。根據(jù)該地的實(shí)際的地形和測(cè)量的需要，技術(shù)人員先后在不同的山頂和高層建筑頂部等比較開(kāi)闊和高大的位置布置了23個(gè)地標(biāo)點(diǎn)。根據(jù)后期的檢驗(yàn)，23個(gè)地標(biāo)的設(shè)置完全符合基本的要求。同時(shí)又對(duì)地標(biāo)的實(shí)際角度進(jìn)行了測(cè)量，測(cè)量的結(jié)果也是符合要求的。

　　3、布標(biāo)

　　根據(jù)實(shí)際的測(cè)量需要對(duì)于布置的地點(diǎn)標(biāo)記行必要的不同標(biāo)志，同時(shí)又對(duì)他們進(jìn)行了不同顏色的涂料粉刷。

　　4、觀測(cè)

　　4.1地面基準(zhǔn)站聯(lián)測(cè)

　　地面基準(zhǔn)站聯(lián)測(cè)采用天寶5700型雙頻GNSS接收機(jī)，地面基準(zhǔn)站聯(lián)測(cè)時(shí)觀測(cè)了2個(gè)時(shí)段，并且在每隔開(kāi)十五秒之后進(jìn)行一次比啊要的數(shù)據(jù)收集。為了避免不必要的困擾因素，確保測(cè)量實(shí)踐有計(jì)劃的順利展開(kāi)，對(duì)兩個(gè)基站設(shè)立了必要的設(shè)儀器，通過(guò)兩次不同規(guī)格的數(shù)據(jù)收集之后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的科學(xué)分析，分析符合標(biāo)準(zhǔn)之后才能繼續(xù)進(jìn)行。根據(jù)得出的數(shù)據(jù)，我們可以知道該地的兩個(gè)基站測(cè)量數(shù)據(jù)合格。

　　4.2對(duì)空地標(biāo)點(diǎn)觀測(cè)

　　對(duì)空地標(biāo)點(diǎn)觀測(cè)采用天寶5700型雙頻GNSS接收機(jī)，2個(gè)基準(zhǔn)站分別架設(shè)在基準(zhǔn)點(diǎn)上長(zhǎng)時(shí)觀測(cè)，流動(dòng)站觀測(cè)2個(gè)小時(shí)。對(duì)空地標(biāo)點(diǎn)遠(yuǎn)離基準(zhǔn)站超過(guò)100公里，適當(dāng)延長(zhǎng)了觀測(cè)時(shí)間，時(shí)段長(zhǎng)度為2-4小時(shí)，對(duì)于得到的數(shù)據(jù)同樣進(jìn)行一定的程序處理和檢驗(yàn)，結(jié)果表明數(shù)據(jù)合格。

　　4.3基準(zhǔn)站的高程聯(lián)測(cè)

　　對(duì)于該地的高程聯(lián)測(cè)，起閉于Ⅰ沙田95、Ⅰ沙田96基兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)；平果基準(zhǔn)站則起閉于Ⅰ開(kāi)田78、Ⅰ開(kāi)田79基或Ⅰ開(kāi)田118基。繼而按照相關(guān)的聯(lián)測(cè)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)合格。

　　4.4GNSS輔助空三測(cè)量的數(shù)據(jù)采集

　　GNSS輔助空三測(cè)量的數(shù)據(jù)采集需要注意到相關(guān)的問(wèn)題。首先保證精確的三維已知坐標(biāo)，其次位置選擇地勢(shì)開(kāi)闊和地面植被良好的地方。并且應(yīng)預(yù)先根據(jù)選擇最佳的衛(wèi)星組合圖形，確定數(shù)據(jù)采集時(shí)間。對(duì)于以上的數(shù)據(jù)要求進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)間間隔確定和角度等確定，最后檢驗(yàn)，符合標(biāo)準(zhǔn)。

　　4.5機(jī)載GNSS天線偏心分量測(cè)定

　　GNSS動(dòng)態(tài)定位解算后，獲得一定時(shí)間間隔的連續(xù)的坐標(biāo)序列。為了精確測(cè)得攝站位置，除了應(yīng)測(cè)定偏心矢量外，必須從GNSS有規(guī)律的坐標(biāo)序列中內(nèi)插出攝影機(jī)攝影瞬間天線相位中心的位置。航空飛行作業(yè)時(shí)，航空攝影機(jī)器在攝影瞬間發(fā)出一個(gè)脈沖，它和由GNSS接收機(jī)R232接口輸出的秒脈沖，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理，將曝光時(shí)間歸化為GNSS時(shí)間，以便計(jì)算機(jī)計(jì)算該時(shí)刻攝影站的位置。

　　5、檢查

　　5.1檢測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)

　　獲得航攝像片后，在第5加密區(qū)內(nèi)選擇了2個(gè)地形明顯且能夠控制圖邊的地物點(diǎn)作為地標(biāo)點(diǎn)；在第8加密區(qū)內(nèi)選擇了20個(gè)明顯地形地物點(diǎn)作為檢測(cè)點(diǎn)，4個(gè)地形地物點(diǎn)作為地標(biāo)點(diǎn)，共6個(gè)地標(biāo)點(diǎn)和20個(gè)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行GNSS數(shù)據(jù)觀測(cè)。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后，所得的信息是符合要求的。

　　5.2檢測(cè)區(qū)內(nèi)的6個(gè)地標(biāo)點(diǎn)和20個(gè)檢測(cè)點(diǎn)等外水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)

　　為了確保測(cè)量的最終結(jié)果準(zhǔn)確可靠，技術(shù)人員對(duì)于地標(biāo)點(diǎn)和檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了必要的外水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)，經(jīng)過(guò)測(cè)量，數(shù)據(jù)也是符合標(biāo)準(zhǔn)的。

　　6、結(jié)論

　　本次的實(shí)地測(cè)量，工作人員對(duì)于測(cè)量的實(shí)際情況進(jìn)行了全面的分析，根據(jù)該地的地形和地貌確定地標(biāo)點(diǎn)的數(shù)量和實(shí)際的布置位置，并對(duì)可能存在的干擾因素進(jìn)行了排查，同時(shí)，每一步的測(cè)量準(zhǔn)備都經(jīng)過(guò)了權(quán)威的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)，全部符合標(biāo)準(zhǔn)后才進(jìn)行下一步的工作任務(wù)。此次的成功測(cè)量向我們展示了：全球定位系統(tǒng)在航空攝影輔助空三測(cè)量中的應(yīng)用良好，具有一定的優(yōu)勢(shì)，可以減少傳統(tǒng)的人工作業(yè)的工作強(qiáng)度和工作難度，技術(shù)人員不許進(jìn)行人工的測(cè)量，這樣減少了工作強(qiáng)度的同時(shí)，也減少了人員的投入，一定程度上節(jié)約了測(cè)量的經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)提高了測(cè)量的工作效率。

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