机载DGPS与飞控系统GPS辅助空中三角测量精度对比分析

在同一架次飞行作业时,分别由机载差分GPS设备与无人机飞行控制系统GPS模块获取两组相机曝光时刻摄站点三维坐标。首先对比分析了两组摄站点坐标精度,然后运用两组摄站点坐标分别进行辅助空中三角测量,并对比分析不同控制点个数情况下两组数据辅助空三加密成果精度。结果表明,机载差分GPS获取的摄站点坐标与无人机飞控系统GPS模块获取的摄站点平面点位平均差值为4.606 m,高程平均差值为6.383 m;摄站点坐标精度对GPS辅助空三加密精度有较大影响,特别是在平面位置精度上;在无控制点和较少控制点参与情况下,差分GPS辅助空三加密成果精度远优于飞控系统GPS辅助空三加密成果;随着控制点的增加,两种GPS辅助空三加密成果精度均显著提高,两种空三加密成果精度迅速逼近。     

构架航线对无人机影像区域网平差精度影响分析

与三角翼相比,无人机航摄影像像幅小、模型连接性差、质量轻、航摄时姿态不稳定;这些因素导致无人机航摄影像成图精度较差。为了解决该问题,传统航测方法在每两张航摄影像间布设大量控制点,增强模型刚性;GPS辅助空中三角测量通过提高曝光点的点位精度,可以减少控制点的个数,但是由于无人机像幅小,控制点约束范围小,因而仍然需要大量的控制点。针对以上问题,文章在GPS辅助空中三角测量的基础上,通过布设架构航线,进而实现增加影像之间的重叠度,增强模型刚性的目的,从而实现在减少控制点个数的同时,保证无人机航摄影像区域网平差精度的提高。实验表明,该方法与单纯的依赖GPS辅助空三技术相比,在精度相近的基础上能够减少约50%的控制点布设数量,大大减少了外业工作量。     

基于差分GPS无人机交叉航线设计精度研究

GPS辅助空中三角测量被广泛应用于无人机航空摄影测量。本文结合实际项目,对低空无人机搭载小相幅单反相机使用GPS辅助空中三角测量技术,对同一测区规划南北航线和交叉航线,采用稀少像控布设方案,使用Pix4D Mapper软件空三加密,得出GPS辅助空中三角测量的精度与像控点分布和数量的关系。最后通过对检查点的精度分析,得出使用无人机搭载差分GPS快速制作大比例尺地形图方法的可行性结论,这对于低空无人机航摄系统应用于大比例尺地形图测量意义重大。     

构架航线对低空无人机影像定位精度影响

为验证构架航线对低空无人机影像定位精度的影响,以标准化和高精度大型室外无人机检校场为实验环境,设计8种不同方案对自主研制的固定翼无人机获取的213张影像进行定位精度验证评估。研究结果表明:1)对于条带状测区,构架航线摄站坐标具有充当地面控制点的作用。当测区内无4角控制点时,仅在测区中间布设控制点,构架航线能够显著提高影像定位结果的精度。2)结合差分POS数据分析,构架航线对于提高平面和高程方向的精度作用不明显,但会提高区域网模型之间的连续性,增强定位结果的可靠性。3)测区两端的构架航线与4角控制点相结合,对定位精度的提高没有明显的影响。     

构架航线在公路带状地形图测量中的应用

无人机航拍像片像幅小、航迹不规则、影像变形大、重叠度不规则,以上因素导致了无人机航摄影像成图精度较差,为了解决以上问题,要求野外布设大量的像控点.通过某二级公路改扩建工程的低空无人机航测生产实例,分析了采用构架航线和GNSS辅助方法测制1∶2000公路带状地形图的精度,探讨了其应用在公路带状地形图的可行性.现在GNSS辅助空中三角测量的基础上,通过布设架构航线,实现在减少控制点个数的同时,保证无人机航摄影像区域网平差的精度.通过生产实践说明该方法完全满足规范要求,与常规作业方法比较,大幅度降低生产成本提高了工作效率,为低空无人机航测技术在公路带状地形图的生产中,提供有效的解决方案.     

高精度无人机影像空三处理方法

针对无人机影像生产测绘产品时需要地面控制点数量多、外业工作量大的问题,提出无人机影像高精度空三处理方法研究。首先,通过引入构架航线,在无控制点、稀少控制点等不同情况下的进行改进的高精度GPS辅助空中三角测量;然后利用试验对无人机影像高精度空三处理方法的精度分析。结果表明,在稀少控制点情况下,利用改进的高精度GPS辅助空中三角测量方法能够满足1:2000比例尺地形测绘生产要求。     

一种稳健的无人机影像三维重建方法

针对传统摄影测量理论对航线规划、飞行姿态、影像重叠等航摄条件要求高,无人机高效保障优势不明显的问题,本文借助计算机视觉理论,提出了一种稳健的运动恢复结构（SFM）技术。首先,利用李代数旋转平均方法,将空间旋转关系的矩阵表达形式转换为向量的线性表达形式;然后,在最小二乘平差之前,引入L₁范数进行迭代初值优化,求解全局一致性旋转参数;最后,将位移和旋转参数的坐标系进行统一,实现匹配点三维坐标计算。试验结果表明,本文基于全局式SFM的无人机影像三维重建技术较传统摄影测量方法解算精度更高,三维点云重建效果更佳。在差分GPS摄站坐标辅助的光束法平差下,点位测量精度优于0.3 m;在不同航线布设条件下,影像解算的成功率均可达100%。     

ADS40相机用于海岛(礁)大比例尺成图的试验

本文利用ADS40相机进行航空摄影,对海岛(礁)区域1∶2000比例尺成图精度进行了分析,比较了差分GPS与精密单点定位技术应用于ADS40航摄的精度。试验结果表明,ADS40相机可满足海岛(礁)大比例尺成图航摄的精度要求,缩短成图周期,精密单点定位技术的平面精度与差分GPS方法相当,高程精度较差,从工程角度考虑,海岛(礁)大比例尺成图时架设地面GPS基站比较稳妥。     

ADS40相机用于海岛(礁)大比例尺成图的试验

本文利用ADS40相机进行航空摄影,对海岛(礁)区域1∶2000比例尺成图精度进行了分析,比较了差分GPS与精密单点定位技术应用于ADS40航摄的精度。试验结果表明,ADS40相机可满足海岛(礁)大比例尺成图航摄的精度要求,缩短成图周期,精密单点定位技术的平面精度与差分GPS方法相当,高程精度较差,从工程角度考虑,海岛(礁)大比例尺成图时架设地面GPS基站比较稳妥。     

构架航线在测制大比例尺地形图中的应用

通过在航空摄影的过程中增加垂直于基本航线的构架航线,在航摄区域的四角布设4个定向点,航线中间最弱处布设若干检查点,完成了GPS辅助空三,并最终进行航测内业成图;通过外业实地采集若干平面和高程检查点对地形图进行精度检查,验证了方法的可行性,具有较高的推广应用价值。     

北斗辅助无人机航摄影像的空中三角测量

介绍了北斗（BeiDou system,BDS）和BDS/GPS组合两种动态差分定位的基本模型,利用搭载有双频可同时接收BDS、GPS信号的全球卫星导航系统（global navigation satellite system,GNSS）接收机的无人机低空航摄系统对嵩山航空检校场进行航空摄影实验,比较了GPS、BDS以及BDS/GPS组合3种差分定位的结果,并利用3组摄站坐标进行了GNSS辅助空中三角测量。实验结果表明,利用3种定位模式获取的摄站坐标分别辅助光束法区域网平差的实际精度是一致的,平面中误差均小于±0.17 m,高程中误差均小于±0.25 m,可以满足丘陵地1:500比例尺地形测图的摄影测量加密精度要求。     

长航线区域网GPS辅助空三生产大比例尺地形图的有关问题探讨

随着GPS技术的不断发展,GPS辅助航空摄影测量越来越成熟。简要介绍基于SWDC-4数码航空影像的GPS辅助空中三角测量的有关知识,研究和分析摄影测量过程中影响高程精度的主要因素,重点讨论长航线大区域网控制构架航线、外业控制点的布设方案及对应成图精度。通过1∶500地形图的实际作业,表明GPS辅助空中三角测量可以明显减少地面控制点,大幅提高外业像控测量工作的效率。对于平坦地区,当区域网控制布设方案适度时,测图精度依然能满足规范要求。     

补充构架航线在低精度POS航摄数据测图中的应用

目前,无人机摄影测量作为主流的测绘手段,已在众多领域得到了广泛应用,但市场中多数无人机未搭载高精度定位测姿系统.在满足精度要求的前提下,为减少野外控制测量工作,研究利用高精度定位功能的实时动态载波相位差分技术(Real-Time Kinematic,RTK)无人机实施补充构架航线设计,探索了构架航线下的区域网平差原理,并在辅助光束法平差过程中,通过设置不同观测值权重提升了空中三角测量精度,从而降低了对控制点数量的需求.实验选取了某丘陵地区实施无人机航摄,经对6组不同方案下的解算结果进行分析,得出本文方法可有效提高对地定位测量精度,大大降低野外控制点布设工作,具有一定的应用价值.     

无人机大比例尺免像控关键技术探讨

针对无人机摄影飞行速度不稳定导致影像获取时刻曝光误差不统一问题,提出无人机大比例尺免像控方法．首先,探讨分析影像镜头畸变误差模型以及曝光延迟带来无人机曝光未同步问题;然后,对传统的GPS辅助光束法平差模型中引入曝光延迟模型,提出引入曝光延迟的GPS辅助光束法平差方法;最后,以工程实例验证该方法的有效性,实验结果表明本文方法可以在无像控点参与情况下满足1∶500的大比例测图精度要求.      

GNSS/INS辅助空三在大比例尺低空摄影测量中的研究

利用小型低空航摄平台和非量测小相幅相机,搭载动态GNSS/INS组合系统进行空三加密,研究无人机搭载GNSS/INS辅助在不同分辨率、不同基线数量条件下的像控点布设以及空三加密,并对其平面精度、高程精度进行分析,以实现利用少量地面控制点进行大比例尺地形图测图。     

GodWork-AT解算GPS辅助空中三角测量数据测试分析

随着无人机技术快速发展,采用非量测相机作为传感器,出现镜头畸变差大,拍摄影像幅面小等一系列问题。运用Godwork,天工无人机航测软件对传统无人机获取的序列影像数据进行空三加密并添加少量GPS控制点进行解算,结果表明传统无人机获取的小相幅序号影像数据,使用GPS辅助空中三角测量技术,航测精度符合大比例尺航测规范要求,并减少了70%以上外业控制点量测的工作量。     

一种低空无人机航摄系统关键技术的试验研究

在普通无人机航摄系统的基础上,通过采用GPS实时动态差分技术、高精度的测时技术、数据处理技术,实现了利用低空无人机航摄系统制作1:500比例尺的DOM、DEM;经试验后对DOM、DEM精度检查表明,该系统制作的DOM平面精度、DEM高程精度均符合相关测量规范要求。该无人机航摄系统突破了传统航空摄影测量模式,无须外业像片控制测量,提高了工作效率,节省了大量成本;其数字处理可实现计算机自动生产。     

无人机PPK技术支持下的河道测量与精度分析

针对河道带状复杂地形布设控制点困难的问题及高精度的测量要求,本文探讨了一种结合PPK技术的无人机免像控河道测量方法。以DJI Phantom 4 RTK无人机为研究对象,分析了基于PPK的高精度POS辅助空三测量、相机镜头畸变纠正和航线设计等影响航测精度的关键技术,利用UAV-PPK软件对地面基站与无人机POS数据进行事后差分解算,获取高精度POS数据辅助空中三角测量。结合安徽省庄墓河河道治理工程进行试验,结果表明,基于PPK的免像控无人机航测获取了更高精度POS数据且成图精度满足河道1：500大比例尺测图要求。PPK辅助无人机航测提高了复杂地形测绘精度,为后续河道整治工作提供了更加精准的地形数据。     

顾及曝光延迟的无人机GPS辅助光束法平差方法

现有GPS辅助光束法区域网平差方法没有顾及无人机进行摄影测量参与作业的情况。针对相机的曝光延迟误差影响不一致而导致实际平差结果较理论估值低的问题,本文探讨了曝光延迟产生的机理并分析曝光延迟对GPS辅助光束法平差的影响,提出了一种顾及曝光延迟的GPS辅助光束法平差方法。通过采用不同控制点个数及布设方案,对一套包含142张无人机影像数据进行试验分析,验证了该方法的有效性。该方法的研究意义在于可以在传统GPS辅助光束法平差方法的基础上进一步提高空三加密精度。     

无人机大比例尺航测系统的研制及应用

以无人机作为低空遥感平台,将选择的轻小型量测相机与定制的小型双频高动态GPS进行搭载集成,并自主研制了一种三轴稳定云台装置,可保持无人机航摄时相机姿态的稳定,使获得的航空影像满足大比例尺测图的规范要求。将该系统应用于1：500大比例尺地形图测绘项目,结果表明该系统的成图精度完全可以满足国家航测内业成图规范及城市测量规范要求。