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：15399

　　全球定位系統(tǒng)習(xí)慣上被人們簡(jiǎn)單的稱之為GNSS。它的應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛，比如說(shuō)汽車的導(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)自從問世以來(lái)，經(jīng)過了人們的反復(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)這類問題可以進(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，對(duì)兩個(gè)基站設(shè)立了必要的設(shè)儀器，通過兩次不同規(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開田78、Ⅰ開田79基或Ⅰ開田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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