GPS辅助三角形测量
GPS辅助空中三角测量
主要内容1. 传统空中三角测量方法回顾2. GPS 辅助空中三角测量思想3. GPS 辅助光束法区域网平差4. 中国境内GPS 辅助空三试验5. 不久将来的航空摄影测量业ZY高程控制点平高控制点待定点²利用安装于飞机上与航摄仪相连接的和设在地面一个或多个基准站上的至少两台GPS 信号接收机同步而连续地观测GPS 卫星信号、同时获取航空摄影瞬间航摄仪快门开启脉冲，经GPS 载波相位测量差分定位技术的离线数据后处理获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标，然后将其视为带权观测值引入摄影测量区域网平差中，经采用统一的数学模型来整体确定地面目标点位和像片方位元素，并对其质量进行评定的理论、技术和方法GPS-supported Aerial Triangulation二、GPS 辅助空中三角测量思想ZY待定点高程控制点平高控制点作业流程现行航空摄影系统改造及偏心测定带GPS信号接收机的航空摄影解求GPS摄站坐标GPS摄站坐标与摄影测量数据联合平差，以确定目标点位并评定其质量天线Zu vwX,Y,Z X s,Y s,Z sZX Y单差分方式相对动态GPS定位示意图带GPS 的航空摄影GPS 摄站坐标解求状态方程观测方程k k k k k 1k 1k k 1k k,k k V d D X H Y W Γb B X ΦX ++1+=+=−−−−依照Kalman 滤波递推算法，求出每一观测历元机载GPS天线的空间坐标利用插值方法，由相邻两个历元的机载GPS 天线位置内插航摄仪曝光时刻GPS 摄站坐标三、GPS 辅助光束法区域网平差从投影中心与机载GPS天线相位中心几何关系出发，将GPS摄站坐标视为带权观测值引入自检校光束法区域网平差中，进行GPS导航数据与摄影测量观测值的联合平差v w ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⋅=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡s s s A A A Z Y X w v u Z Y X R⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⋅−+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⋅+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡ZY XZY XS S S A A A b b b t t a a a w v u Z Y X Z Y X )(0R 测算⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡−⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⋅−+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⋅+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡∂∂=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡A A A A A A Z Y X Z Y X S S S A A A ZY XZ Y X Z Y X b b b t t a a a w v u Z Y X Z Y X v v v AAA ∆∆∆∆∆∆∆∆∆∆∆∆κ∆ω∆ϕ∆κωϕ)(,,,,0Rgg g s s c s c c x c x x P l Dd Rr tA V P l cE V P l xE V E l Cc Bx At V 权,权,权,权,−++=−=−=−++=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡••••••++••g g g g ss x g g x x c x g g g g g g g l P D l P R l P l C l P A l A l P l B d r c t x D P D R P D A P D D P R R P R AP R P C C A C B C D P A R P A C A AP A A A B A C B A B P B B T T T T T TTT g T T T g T T T T TT T g T T T T T c T ++++A B C D E F G H I J K L M c r d 119(Wuhan Combined Bundle Adjustment for GPS data and photogrammetricGPS 辅助光束法平差系统WuCAPS(Wuhan Combined Bundle Adjustment for GPS data and photogrammetric observations)¾用于摄影测量与遥感高精度点位测定软件包¾以共线条件方程为出发点，容当代的基于统计理论的误差随机模型和理论上最为严密的自检校光束法区域网平差函数模型于一体，发展了自己的一整套算法并予以程序实现¾自1985年开始研制，至今已完成了MS-DOS 和Windows 两个版本¾目前，该系统正在测绘生产单位、科研部门和学校教学实践中广泛使用WuCAPS界面WuCAPS功能模块WuCAPS主要功能像点坐标自动量测航带法区域网平差带可选附加参数的自检校光束法区域网平差地面测量数据与摄影测量观测值的联合平差GPS辅助光束法区域网平差POS辅助光束法区域网平差自动剔除观测值（像点坐标、摄站坐标）的粗差 补偿观测值的系统误差评价各种未知数的理论精度估计各类观测值的验后方差绘制测区像片覆盖图绘制测区点位分布图和已知点残差图实现加密分区的半自动接边平差主系统框图质量分析子系统框图建议采用的地面控制方案a 、四角平高控制点＋2排高程控制点b 、四角平高控制点＋2条垂直构架航线平高地面控制点高程地面控制点承德(1998)面积:81000km 2黑龙江(1996~1998)面积:17600km 2北京(1996~1998)面积:205km 2天津(1995)面积:1100km 2太原(1994)面积:10km 2中越边界(1996~1998)面积:10700km 2海南岛(1996~1998)面积:30000km 2364000km 2km 2总面积：364000km 2加密区：150000km 2新疆(2002~2004)面积:142000km 2酒泉(2004)面积:32000km 2秦岭(2004)面积:24000km 2敦煌(2004)面积:25000km 2太原试验(1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵地)1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵地太原试验结果(1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵地)1024胶片，RC-30(152mm )，区域为3 ×8，Trimble 4000，2s 数据更新率全为标志点(常规光束法平差须布设个12平高点和个2高程点)σo检查点数理论精度(cm )实际精度(cm )平 差 方 案(µm )平面高程平面高程平面高程密周边布点光束法区域网平差10.39491 5.422.5 5.216.0四角布点GPS 辅助光束法平差10.410395 6.523.37.918.1无地面控制GPS 辅助光束法平差9.71039511.324.023.235.2对于1:1000航测成图，检查点不符值：平面<0.5m ，高程<0.40m对于1: 500航测成图，检查点不符值：平面<0.5m ，高程<0.35m太原试验(1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵地形)太原试验(1994年航空摄影,航摄比例尺1:5000,丘陵地形)哈尔滨试验(1996年航空摄影,航摄比例尺1:8000,丘陵地)1024胶片，RC-10(152mm )，区域为6×20，Trimble 4000，1s 数据更新率航摄仪自行改造四角布双地标对于1:2000航测成图，检查点不符值：平面<1.0m ，高程<0.3m检查点数 理论精度(平面/高程)实际精度(平面/高程)平 差 方 案σ0(µm )平面高程(m )(σ0)(m )(σ0)四角布点GPS 辅助光束法平差11.0660.189 / 0.236 2.1 / 2.70.242 / 0.291 2.8 / 3.3无地面控制GPS 辅助光束法平差12.311110.339 / 0.279 3.4 / 2.80.799 / 0.2728.1 / 2.8新疆喀什测区新疆喀什测区(2004年摄影，比例尺1:25000，平坦~高山地形)新疆喀什样区新疆喀什样区(2004年摄影，比例尺1:25000，高山地形)像主点地标点检测点新疆喀什样区新疆喀什样区(2004年摄影，比例尺1:25000，高山地形)2024胶片，RC-30(152mm )，区域为98×46，Trimble 5700，1s 数据更新率四角布地标1: 5000航测成图，检查点不符值: 平面<1.75m ，高程<1.0m （丘陵地形）1:10000航测成图，检查点不符值: 平面<5.0m ，高程<3.0m （高山区地形）平 差 方 案0(µm)平面高程平面高程平面四角布点辅助光束法平差7.1 31 31 0.737 0.543 1.296像主点地标点检测点像主点地标点检测点天津试验(1995年航空摄影,航摄比例尺1:35000,山区地)1995年航空摄影,航摄比例尺1:35000,山区地形天津试验结果(1995年航空摄影,航摄比例尺1:35000,山区地形) 1024胶片，RC-30(152mm )，区域为7×20，Trimble 4000，1s 数据更新率四角布标(常规光束法平差须布设个25平高点和个8高程点)σo检查点数实 际 加 密 精 度(m )平 差 方 案(µm )平面高程X Y 平面高程密周边布点光束法区域网平差18.85169 1.9 1.7 1.8 1.5四角布点GPS 辅助光束法平差15.87190 1.6 1.8 1.7 1.6无地面控制GPS 辅助光束法平差15.380973.04.23.66.91:10000航测成图，检查点不符值: 平面<4.0m ，高程<2.0m （山区地形）海南岛测区(1996~1998年摄影，比例尺1:29000~1:32000，平坦~高山地形)不摄影区域Ⅰ1Ⅰ2Ⅲ1Ⅱ1Ⅱ2Ⅱ5Ⅱ4Ⅱ3Ⅲ2Ⅲ3Ⅲ5Ⅲ4Ⅲ6不摄影区域不摄影区域I 1I 1I2I2III 1III 1II 2II 2II 5II 5II 4II 4II 3II 3III 2III 2III 3III 3III 5III 5III 4III 4III 6III 6II 1II 1海南岛测区资料(1996~1998年摄影，比例尺1:29000~1:32000，平坦~高山地形)序号分区年份摄影比例尺(1:)像片数航 线 数区域大小(km×km)航 摄 仪(主距:mm)航摄飞机1Ⅰ1199632 00021916(15+1)106×32RC-20 (152)双水獭2Ⅰ2199632 00031218(17+1)119×47RC-20 (152)双水獭3Ⅱ1199729 00021211(10+1)70×52RC-10 (152)双水獭4Ⅱ2199730 00027114 51×57RC-30 (152)运5 5Ⅱ3199730 00044621(20+1)104×60RC-30 (152)运5 6Ⅱ4199730 00033522(21+1) 98×63RC-30 (152)运5 7Ⅱ5199730 00036115 69×58RC-30 (152)运5 8Ⅲ1199829 00025212(11+1) 87×30RC-30 (153)奖状9Ⅲ2199829 00035021(19+2) 71×45RC-30 (153)奖状10Ⅲ3199829 00026121(20+1) 71×34RC-30 (153)奖状11Ⅲ4199829 00027813(12+1) 70×43RC-30 (153)奖状12Ⅲ5199829 0002089 81×30RC-30 (153)奖状13Ⅲ6199829 00018511 55×46RC-30 (153)奖状中越边界测区(1996~1997年航空摄影，航摄比例尺1:35000~38000,高山地),高山地形)中越边界测区结果(1996~1997年航空摄影，航摄比例尺1:35000~38000,高山地形) 1:50000航测成图，检查点不符值: 平面<25.0m ，高程< 7.0m1:50000航测成图，接边点不符值: 平面<50.0m ，高程<14.0m加密分区号123456像片数171146170178166201130航线数56(4+2)7(5+2)7(5+2)7(5+2)6(5+1)7(5+2)加密点数786399476538483563337地形起伏 (m )72118582074208217031088675区域面积 (km ×km )58×8666×7071×5581×5782×67100×4151×72接边 (检查) 点数151255171724σ0 (µm )14.419.614.715.313.924.813.5平面22.716.819.716.419.1最大残差(m )高程 6.1 7.1 7.4 5.9 6.4平面1.412.4 9.7 6.5 8.5最小残差(m )高程 0.1 0.1 0.1 0.0 0.2平面11.313.914.812.313.5实际精度(m )高程2.54.52.63.64.31024胶片，RC-30(152mm )，Trimble 4000，1s 数据更新率，无地面控制新疆库尔勒测区新疆库尔勒测区(2002年摄影，比例尺1:25000~1:50000，平坦~高山地形)2340019001112120119114 1 加密分区号人工标志点检查点GPS 辅助空三结果分析1.带地面控制的GPS 辅助光束法区域网平差理论精度非常好：平面1.2σο∼2.8σο，高程2.0σο∼4.4σο，达到自检校光束法区域网平差精度2.实际精度：平面1.6σο∼4.3σο，高程1.3σο∼3.1σο，高程方面与理论精度完全符合，平面位置由于内业判点误差等导致与理论精度有一定差距。
GPS辅助空中三角测量在实际生产中的应用_杨成
GP S辅 助 空 中 三 角 测 量 依 然 遵 循 传 统 的空三加密工序,从投影中心与机载GPS天 线 相 位 中 心 几 何 关 系 出 发 ,将 差 分 GPS获 取 的摄站点坐标,作为带权观测值引入自检 校光束法区域网平差中进行GPS导航数据 与摄影测量观测值的联合平差,采用统一 的数学模型和算法整体解算像片的外方位
四角平高点位置及时报予地面控制方 案执行部门并纳入其地面测量技术设计 中,也是在实际飞行中能够观察到的对空 地标点。
１ ． ３ 航空摄影飞行实施安排 在实际飞行实施过程中,保证地面基
准 站 与 机 载 GP S 同 步 观 测 。每 个 架 次 准 备 飞 行前,通知地面基准站开机,这样就保证了 起飞前机载GPS接收机静态观测有正常的 基 站 数 据 参 考 。起 飞 前 进 行 GP S 接 收 机 的 初 始化测量,采用GB/T 18314-2001中规定 的GPS静 态 定 位 测 量 方 法,其间,应 严 格 防 止 各 种 原 因 遮 挡 机 载 GPS天 线 造 成 的 GPS 信 号 失 锁 。记 录 好 GP S 接 收 机 的 初 始 化 时 间 以及静态观测起止时间。
家测绘行业标准,用于指导我国的航空摄 影 测 量 生 产 。这 些 已 经 极 大 的 简 化 了 航 空 摄影测量作业工序,形成了具有中国特色 的 GP S航 空 摄 影 测 量 实 用 生 产 技 术 体 系 。
１ 技术方案及飞行实施
GP S辅 助 空 中 三 角 测 量 前 期 生 产 过 程 包 含 航 摄 设 计 、地 面 控 制 、航 摄 飞 行 、航 后 GPS数据检核及预处理等几个方面,后期内 业处理主要是带GPS数据的区域网平差过 程 (如 图 1)。下 面 笔 者 以 本 部 执 行 的 酒 泉 航 摄项目为实例对GPS辅助空中三角测量从 技 术 设 计 以 及 飞 行 过 程 进 行 阐 述 。(如 图 1) １ ． １ 地面控制方案
GPS测量配合三角高程测量在水利水电工程中的应用
GPS测量配合三角高程测量在水利水电工程中的应用发表时间：2012-12-14T10:51:19.077Z 来源：《建筑学研究前沿》2012年8月供稿作者：饶锦兴[导读] 水电工程地区山高林密，GPS不受通视的限制，而三角高程又不受地形起伏限制，本文通过对龙岩富溪调水工程控制网布设以及三角高程测量，最后获得了一些有益的结论和建议。
福建安澜水利水电勘察设计院有限公司饶锦兴摘要：水电工程地区山高林密，GPS不受通视的限制，而三角高程又不受地形起伏限制，本文通过对龙岩富溪调水工程控制网布设以及三角高程测量，最后获得了一些有益的结论和建议。
关键词：GPS 三角高程测量控制网精度GPS measurement with triangle leveling in water conservancy and hydropower engineering application (fujian AnLan water conservancy and hydropower to investigate design Co., LTD. RaoJinXing) Abstract: the hydropower project area GaoLin mountain closely, GPS from the depending on the restriction of trigonometric elevation and not by topography ups and downs limit, this article through to the rich longyan water transfer project control network layout and triangulated height surveying, finally get some useful conclusions and Suggestions. Keywords: GPS triangulated height surveying precision control network 1、前言水利水电工程、行业特性，山高谷峡，交通不便，植被茂密，国家控制点稀少，而且，水电开发工程本身也面临许多高水头，输水隧洞长等特点。
测绘中的三角形定位法操作步骤
测绘中的三角形定位法操作步骤导语：测绘是勘测工作中的重要环节之一，三角形定位法是一种常用的测绘方法，在实际的测绘工作中得到广泛应用。
本文将介绍三角形定位法的操作步骤，并展示其在测绘过程中的重要性。
一、测绘中的三角形定位法概述三角形定位法是通过测量三角形的边长和角度，利用三角形的性质确定未知点坐标的方法。
其基本原理是利用测得的基准点和已知点的坐标信息，通过测量三角形的边长和角度，借助三角函数计算出待测点的坐标。
二、准备工作在进行三角形定位法测绘之前，需要进行以下准备工作：1. 确定基准点和已知点：选择具有可靠坐标数据的基准点和已知点，这些点的坐标信息将作为计算的依据。
2. 准备三角形：在基准点和已知点之间选择一个合适的位置，建立一个恰当大小的三角形。
3. 准备测量工具：准备好测量三角形边长和角度的工具，包括测距仪、经纬仪、角度尺等。
三、测量三角形的边长和角度1. 测量边长：使用测距仪或者其他测量工具，测量三角形的边长。
通过测量不同边长，可以得到更加准确的测量结果。
2. 测量角度：利用经纬仪或者角度尺，测量三角形的内角。
根据三角形内角和为180°的性质，测量得到的角度应该相加等于180°，以验证测量的准确性。
四、计算未知点的坐标1. 利用三角函数计算：根据三角形的边长和角度，利用正弦定理、余弦定理等三角函数公式进行计算，以确定未知点的坐标。
2. 交会法计算：利用基准点和已知点的坐标信息，通过三边交会或者两角交会的方法，计算未知点的坐标。
这种方法在实际测绘中应用较多，可以提高测量的准确性。
五、验证和校正在三角形定位法的操作过程中，需要对结果进行验证和校正，以保证测绘的准确性。
1. 验证：将测得的未知点坐标与实际情况进行对比，验证是否在合理的误差范围内。
如果结果不符合预期，需要重新检查操作步骤和数据。
2. 校正：根据验证结果，对测绘数据进行校正。
可以通过重新测量边长和角度，或者调整仪器的位置等方式，提高测绘结果的精度。
GPS辅助空中三角测量在低空航测大比例尺地形测图中的应用
GPS辅助空中三角测量在低空航测大比例尺地形测图中的应用本文基于无人机航拍摄影技术，对GPS辅助空中三角测量技术进行了详细地探讨，着重介绍了无人机航拍技术的特点、应用范围以及GPS辅助空中三角测量技术的工作原理、应用优势与其未来的发展，标签：GPS辅助空中三角测量；精度；低空航测；地形测图一、无人机航拍的概述随着我国经济建设的迅猛发展，各个地区自身的地貌均发生了相应的变化，传统航空遥感技术手段已经不能满足当前经济发展的需求，需要一种新型的遥感技术来为我国未来的文化事业与经济建设服务，其中无人驾驶飞机的发展正好为空中遥感技术的发展提供了一个平台，随之发展成为了无人机航拍，在一定程度上能够满足我国当前对航空遥感事业的需求，能够及时对一些陈旧的地理资料实施更新。
（一）无人机航拍的简介随着我国信息化建设的快速发展，数字城市、数字环保、数字公安、数字国土、数字能源以及数字林业等一系列数字化的建设进程也逐渐加快，取得了一定的成绩。
所谓无人机航空摄影就是利用无人驾驶飞机作为其空中平台，通过机载遥感设备来获取相关的信息，接着利用计算机来处理图像，且根据相应的精度要求来将其制作成图像。
（二）无人机航拍摄影的特点无人机航拍摄影具有高清晰、高现势性、大比例尺和小面积等，尤其适合带状地区航拍影像的获取。
同时无人驾驶飞机便于航拍的摄影，利于转场的遥感平台，在起飞或者降落的时候，受场地的影响和限制比较小，在公路、操作或者其他一些较为开阔的地方都可以起降，其安全性与稳定性较好，便于转场。
要想获取遥感信息，其中最重要的一个手段就是多功能和多用途的影像系统，遥感航拍所采用的摄像器材与摄影器材为经过改装后的照相机，能够拍摄黑白或或者彩色的负片以及反转片。
此外，还可利用小型的摄像机或者视频无线传输的技术来实行彩色摄制。
总而言之，无人机航最为突出的特点就是小型轻便、轻型化、低噪节能、小型化、高效机动、智能化、影像清晰等。
（三）无人机航拍的应用范围无人机航拍应用范围，随着社会经济的快速发展，无人机航空拍摄技术已经被广泛地应用于土地利用调查、城市规划与市政管理、国家生态环境保护、农作物长势监测与估产、数字地球、农业作业、森林病虫害防护与监测、海洋环境监测、矿产资源勘探、自然灾害监测与评估、国防事业、公共安全、水资源开发、以及广告摄影等各个领域，其應用市场需求非常的光广阔。
GPS和POS辅助空中三角测量PPT
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一、GPS辅助空中三角测量
GPS摄站坐标误差方程
顾及动态GPS定位之系统误差
XA XS u aX
bX
YAYS RvaY(tt0)bY
ZA ZS w aZ
bZ
线性化之误差方程
v v vY Z X A A A X A ,,Y A ,, Z A X Z Y S S S R w u v a a a Y X Z (t t0) b b b Y X Z Y Z X A A A 算 Y Z X A A A 测
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一、GPS辅助空中三角测量
GPS辅助光束法误差方程
将GPS摄站坐标视为带权观测值引入自检校光 束法平差所得到的一个基础方程
Vx AtBxCc
lx 权E
Vc Exx
lc 权Pc
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Ecc
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RrDdlg 权Pg
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一、GPS辅助空中三角测量
GPS辅助光束法法方程
二、POS辅助空中三角测量
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二、POS辅助空中三角测量
POS系统
航摄相机 导航控制系统 IMU高精度姿态测量系统 IMU与相机连接架 机载DGPS天线 地面DGPS基站接收机
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二、POS辅助空中三角测量
直接测量 摄影时刻 像片位置
与姿态
精精度度
mXs mYs mZs 5~10cm m m 0.00518
GPS定位原理
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一、GPS辅助空中三角测量
为什么要引入GPS辅助空三
传统的空中三角测量总是采用航空摄影、野外测量分布于特 定位置上的地面控制点、量测光学硬拷贝像片获取像点坐标并以 地面控制点为基准进行最小二乘平差以确定地面目标的空间位置 的作业模式。这种作业模式, 周期长, 成本高, 自动化程度低。尤 其是野外控制测量, 施工环境差, 作业员背负仪器, 跋山涉水逐点 进行, 劳动强度之大不言而喻。
GPS辅助空中三角测量的精度分析的开题报告
GPS辅助空中三角测量的精度分析的开题报告本文拟从GPS辅助空中三角测量中的精度问题进行分析，计划解决三个问题：1. GPS对空中三角测量的精度影响如何？2. 在GPS辅助下进行的空中三角测量，精度是否能达到要求？3. 针对GPS辅助空中三角测量的误差问题，有哪些有效的纠正方法？本文将从如下几个方面进行分析：一、GPS对空中三角测量的精度影响通过理论分析和仿真实验，分析GPS信号在空中三角测量中的误差源及其对三角测量的影响。
在GPS信号传播过程中，存在多种误差，包括信号传输误差、信号接收误差、信号反射、系统固有误差等。
这些误差会对GPS定位结果产生影响，进而影响到空中三角测量结果的精度。
因此，需要对GPS信号误差进行分析，确定GPS对空中三角测量的精度影响。
二、GPS辅助下进行的空中三角测量精度分析在GPS辅助下进行空中三角测量，相比传统的三角测量，可以获取更多的信息，从而提高测量精度。
通过实验比对GPS辅助下的空中三角测量结果和传统三角测量的结果，分析GPS辅助下空中三角测量的精度是否满足要求。
同时，通过误差分析，探究GPS辅助下空中三角测量的误差来源，为纠正误差提供依据。
三、GPS辅助空中三角测量的误差纠正方法针对GPS辅助空中三角测量的误差问题，需要提出有效的纠正方法。
基于误差分析的结果，探究误差纠正的机制及其影响，选取合适的误差纠正方法，对GPS辅助下的空中三角测量误差进行纠正，以提高空中三角测量的精度。
本文的意义在于对GPS辅助空中三角测量的精度分析进行深入探究，为实际工作中的测量提供有益指导。
同时，在纠正误差的方法上，本文也将探究有效的误差纠正方法，为提高空中三角测量精度提供实用性的操作方案。
基于精密单点定位技术的GPS 辅助空中三角测量
第36卷 第3期测 绘 学 报V ol .36,N o .32007年8月ACT A GEODAETI CA et CART OGRAPH ICA SI N I CAA ug ,2007文章编号:1001-1595(2007)03-0251-05中图分类号:P 228.42 文献标识码:A基于精密单点定位技术的GPS 辅助空中三角测量袁修孝1,付建红1,楼益栋2(1.武汉大学遥感信息工程学院,湖北武汉430079;2.武汉大学测绘学院,湖北武汉430079)GPS -su ppo rted A e ro trian gu la tion Ba s ed on GPS Pre c is e Po i n t Po s it ion ingY UAN X iu -x iao 1,FUJ ian -hong 1,LOU Y i-dong 2(1.S chool of R e m ote S ensi ng and I nf or ma tion Eng i neeri ng ,W huhan Uni versit y ,Wuhan 430049,C hi na ;2.S chool of G eodesy a nd G eo mati cs ,Whuha n Uni versit y ,W uha n 430049,Ch i na)Ab st ra c t :Th is pa per des cribes b rie fly the b a s ic p rincip le of GPS P recise Po in t Pos it ion ing (PPP)and ana ly ze s the a ccu ra cy of 3D coord ina te s of the exposu re s ta tion pos itions obta ined by PPP.A g rea t dea l of a ctua l ae ria l pho-tog raphs ,a t i m age sca les from 1∶2500to 1∶60000,w ith PPP d a ta taken fro m m u lt i-type topogra phy in Ch ina w ere p roces sed by ou r GPS -supported bund le b lock ad jus t m en t p rog ram W uCAPS.The em p irica l resu lts have v eri-fied tha t the errors a re very d istin ct in the 3D coord ina tes of the exp osu re s ta tion pos itions de ter m ined by PPP.H o w ever ,w hen there a re 4XYZ g round con tro l poin ts a round the corners o f a b lock a rea,the a ccu racy of GPS -sup -ported bund le b lock ad j us t m en t w ith GPS da ta by PPP m ethod is closed to tha t by DGPS m ethod.A nd the accu ra cy sa tis fies the topog raph ic m ap s specifica tion s for ae rophotog ramm e tric office opera t ion.K e y w o rd s :GPS p recise poin t pos ition ing ;GPS -supported bund le b lock a d j u st m ent ;accura cy摘 要:简要介绍GPS 精密单点定位的基本原理,通过对带双频动态GPS 数据的1∶2500～1∶60000各种摄影比例尺的覆盖多种地形航摄资料的处理,比较了GPS 精密单点定位与差分GPS 定位所获取摄站坐标的差异,并分析利用两种摄站坐标分别进行GPS 辅助光束法区域网平差的精度。
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光线束法区域网空中三角测量 以投影中心点、像点 和相应的地面点三点共线为条件，以单张像片为解算单 元，借助像片之间的公共点和野外控制点，把各张像片 的光束连成一个区域进行整体平差，解算出加密点坐标 的方法。其基本理论公式为中心投影的共线条件方程式 （见解析摄影测量）。由每个像点的坐标观测值可以列 出两个相应的误差方程式，按最小二乘准则平差，求出 每张像片外方位元素的6个待定参数,即摄影站点的3个空
GPS辅助空中三角形测量
1.简述 2.GPS辅助空中三角形测量方法 3.GPS辅助空中三角形的优缺点
GPS辅助空中三角形测量
1.简述
利用安装于飞机上与航摄仪相连接的和设在地面一个或 多个基准站上的至少两台GPS信号接收机同步而连续地观 测GPS卫星信号、同时获取航空摄影瞬间航摄仪快门开启 脉冲，经GPS载波相位测量差分定位技术的离线数据后处 理获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标，然后将其视为 带权观测值引入摄影测量区域网平差中，经采用统一的 数学模型来整体确定地面目标点位和像片方位元素，并 对其质量进行评定的理论、技术和方法。
(1)空间相似变换过程中，尽量保证模型间公共连接点的 坐标相同。
(2)控制点的摄测坐标与其他地面摄测坐标最大程度上相 同，或两者之间的差值尽可能小。 (3)依据最小二乘原则，使观测值改正数的平方和最小。
GPS辅助空中三角形测量
主要内容： （1）以每个单元模型为求解对象，依次求出对应模型中 模型点的位置坐标，此外，还需求出摄站点坐标。 （2）把相邻模型上的公共点以及这些公共点所在模型中 的控制点作为观测值，对每个模型进行空间像是变换， 列出误差方程式然后求解。
GPS辅助空中三角形测量
GPS卫星数据，然后，利用载波相位测量差分定位技术 对获取的卫星数据进行处理，从而得到待定点的X、Y、Z 坐标。 目的：极大减少甚至完全免除常规空中三角测量所必需 的地面控制点，以节省野外控制测量的工作量缩短航测 成图周期、降低生产成本、提高生产效率。 GPS辅助空中三角测量分为四个作业阶段：
GPS辅助空中三角形测量
(3)逐点法化建立法方程。为了简化解算步骤，通常将法方 程循环分块，先求解出某一类未知数，然后逐次求出剩 余待求量。一般情况下是先解算出每张像片的外方位元 素。
GPS辅助空中三角形测量
（3)比较 以上3种方法中,光线束法理论公式是用实际观测的像 点坐标为观测值列出误差方程式，所以平差的理论是严 密的，加密的精度也应该最高。但在实施中应清除航摄 资料本身存在的系统误差，否则光线束法的优越性就得 不到发挥。航带法在理论上最不严密，但它在运算中有 消除部分系统误差的功能，而且运算简单，对计算机内 存容量的要求不高。同模拟法比较，解析法精度高，速 度快，没有模拟法的种种限制，而且对航摄机物镜畸变、 摄影材料的变形、大气折光等物理因素所引起的像点误 差，以及地球曲率的影响等都可以用计算的方法逐点加 以改正，提高加密精度，从而可大量减少外业控制点的 测量工作。解析空中三角测量方法不仅可用于测绘地形 图的控制点内业加密，而且还可用于国民经济的其他方 面，如铁路、公路的选线，高压输电线路的设计等。
GPS辅助空中三角形测量
（3）求解GPS摄站坐标。对GPS载波相位测量值进行离 线后数据处理，求得航摄仪曝光时刻机载GPS接收机天 线的相位中心坐标，以及GPS摄站坐标和方差、协方差 矩阵。 (4)非摄影测量数据与摄影测量数据的联合平差。通常， 我们采用的非摄影测量数据主要为GPS摄站坐标值，然 后把它视为带权观测值与摄影测量数据进行联合区域网 平差，从而确定地面待定点的位置，并对其进行质量评 定。 应用：数字地球、智慧城市、新农村建设以及大比例尺 地形图的修测和更新中具有广阔的应用前景。
GPS辅助空中三角形测量
的基础上建立单个立体模型的，而这个单元模型可以由 一个立体像对或者两个立体像对，有时也可以由三个立 体像对组成。我们把这个单元模型看作一个刚体，利用 个单元模型彼此间的公共连接点组成一个区域，然后进 行空间相似变换，完成连接过程中各个单元模型所需要 的的平移、旋转以及缩放。但是，在空间相似变换中只 有满足以下三点要求的情况下，才可以按最小二乘原理 求得待定点的地面摄测坐标，即：
其中空间相似变化的数学模型为：
GPS辅助空中三角形测量
(3)按循环分块法对全区域建立起的改化方程进行分块求解，
求得各个模型的7个参数。
(4)由求得的7个绝对定向参数计算出各模型中平差后的待定 点坐标。如果这些待求点是相邻模型的公共点，则取其 平均值作为对应点的地面摄测坐标。
光线束法区域网空中三角测量
GPS辅助空中三角形测量
间坐标和光线束旋转矩阵中3个独立的定向参数，从而 得出各加密点的坐标。 主要内容： (1)获取每张像片的外方位元素以及地面点坐标的近似 值。 (2)以一条摄影光线束为单元，根据每张像片上的控制 点以及待定点的像点坐标与对应地物点坐标的的几何关 系(共线条件方程)列出误差方程式。 共线条件方程的数学模型为：
（1）对现有的航摄系统进行改造并进行偏-C,N定。对 现行的航摄系统安装GPS接收机天线，然后测定GPS接收 机天线到摄影中心的偏心量。
（2）用带有GPS接收机的航摄飞机进行航空摄影。在摄 影过程中，主要是在地面基准站上布设至少两台GPS接 收机，然后和飞机上的GPS接收机同时并且连续观测GPS 卫星信号，从而测定GPS载波相位观测值以及航摄仪曝 光时刻。
GPS辅助空中三角形测量
独立模型法区域网空中三角测量 独立模型法区域网空中三角测量,首先由航带内各相 邻的航摄像片构成单模型（或双模型或模型组）视为 刚体单元，即在单元内不加任何改正的独立模型。各 独立模型可以用解析法或用立体测图仪来建立。独立 模型法区域网空中三角测量就是把这些独立模型的全 部纳入到整体平差运算中。此时每个独立模型只作平 移、旋转和缩放，把各个加密点和控制点的模型坐标 作为观测值，使相邻独立模型的同名点的坐标相等， 控制点的坐标同外业的实测坐标相等。在实践中常常 把加密点的平面和高程分开解算，以减少计算机的存 贮和计算工作量。 独立模型法区域网空中三角测量是在单独法相对定向
GPS辅助空中三角形测量
作业过程：
现行航空摄影系统改造及偏心测定
带GPS信号接收机的航空摄影
解求GPS摄站坐标 GPS摄站坐标与摄影测量数据联合平差，已确定目标点 位并评定其质量
原理：GPS辅助空中三角测量的基本思想是：利用安置于飞 行器上以及架设在地面上N(N≥1)个基准站上不少于两台 的GPS接收机同时对GPS卫星进行观测以获取连续的
GPS辅助空中三角形测量
2.辅助空中三角形测量方法
（1）GPS 辅助空中三角测量的主要过程
GPS辅助空中三角形测量
（2）方法
A. B. C.
航带法区域网空中三角测量 独立模型法区域网空中三角测量 光线束法区域网空中三角测量
GPS辅助空中三角形测量
航带法区域网空中三角测量
航带法区域网空中三角测量 这种方法基本上模仿模 拟法空中三角测量建立单航带的过程，也就是通过计算 相对定向元素和模型点坐标建立单个模型，利用相邻模 型间公共连接点进行模型连接运算，以建立比例尺统一 的航带立体模型。这样由各单条航线独立地建立各自的 航带模型。每个航带模型单元要各自概略置平并统一在 一个共同的坐标系中，最后进行整体平差运算。为此要 对各航带列出各自的非线性改正公式（使用二次或三次 多项式或二次正形变换公式），按最小二乘法准则统一 平差计算，求出各条航带的非线性改正参数。计算过程 中既要考虑使相邻航带间同名连接点的地面坐标相等， 控制点的内业坐标同外业实测坐标相等，
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GPS辅助空中三角形测量
3.GPS辅助空中三角形的优缺点
GPS辅助空中三角形测量
又要使各模型点坐标（此时作为观测值看待）改正数的 平方和为最小，从而最后获得全区域网加密点的地面坐 标。 航带法的作业流程主要有： (1)像点坐标的量测和系统误差的改正 (2)像对的相对定向
(3)模型连接及统一航带网的构成
(4)航带模型的绝对定向 (5)航带模型的非线性改正