韩晓慧(河北省第三测绘院河北石家庄050031)摘要:本文基于笔者多年从事航空摄影测量的相关工作经验,以POS辅助航空摄影测量为研究对象,论文首先分析了POS的工作原理,进而探讨了以关中某地区航摄测量为背景的POS辅助航摄测量试验,论文详细探讨了整个试验的流程和方法,给出了试验结论,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。关键词:POS航空摄影测量辅助试验RC-30中图分类号:P23文献标识码:A文章编号:1672-3791(2013)12(b)-0031-02航空摄影测量技术是在飞机上利用航摄相机对地面连续摄取像片,结合地面控制点测量、处理和立体测绘等步骤,绘制出地形图的作业,是我国获取基础地理信息数据的主要手段之一。目前,我国重大自然灾害监测与预警、资源利用与环境监测等领域都需要大量的高分辨率、高精度的地理信息数据,这些数据与我国经济的可持续发展紧紧相关。航空摄影测量的基本原理就是利用航摄像片对每对同名像点的投影光线进行后方交会,获得相应地面点的空间坐标。为了获得正确的交会结果,必须确定摄影像片影像每一条投影光线在摄影时刻的空间位置与方向,而其空间位置与方向是由其航摄相机的内方位元素和外方位元素所决定的。内方位元素是指摄影中心与相片中心位置的三个参数,可以通过测试航摄相机来完成;外方位元素是指像点在摄影瞬间的空间三维位置与三维姿态六个运动参数,外方位元素则需要采用其它更复杂的技术途径来解决。传统航空摄影测量一般需要使用野外控制点并通过空中三角测量加密求解外方位元素,而野外控制点的布设工作繁琐,在荒漠、高山等困难地区野外控制点更是难以布设,因此,尽量减少乃至摆脱对野外控制点的依赖而直接对像片定向一直是摄影测量的重要研究方向之一。为此,人们一直试图在航空摄影飞行过程中直接记录或确定航摄相机的位置和方向,并利用这些定向数据实现航摄像片的绝对定向。20世纪90年代,GPS(GlobalPositionSystem,全球定位系统)辅助空中三角测量的方法得到了广泛应用,利用GPS获得的定位信息用来辅助空中三角测量,展现了导航技术在测绘领域的应用前景。GPS技术虽然解决了像片的定位问题,但是无法获取像片的姿态参数,不能彻底摆脱地面控制。随着航空摄影测量技术和惯性导航技术的发展,一种新的方法开始应用于航空摄影测量——定位定向系统(PositionandOri-entationSystem,简称POS系统)辅助航空摄影。机载POS系统集GPS技术与惯性导航技术于一体,使准确地获取航摄相机曝光时刻的外方位元素(GPS测量得到位置参数,惯性导航系统得到姿态参数)成为可能,从而实现了无(或少量)地面控制点,甚至无需空中三角测量加密工序,即可直接定向测图,从而大大缩短航空摄影作业周期、提高生产效率、降低成本。因此,POS系统的出现,将从根本上改变传统航空摄影的方法,进而引起航空摄影理论与技术的重大飞跃。随着计算机技术的发展及其惯性、GPS器件精度水平的提高,POS无论定位定向精度还是实时数据处理能力都会有质的提高,将会在航空摄影测绘方面发挥越来越重要的作用。POS系统高精度定位定向技术1POS工作原理IMU惯性测量单元最大优点是不依赖于任何外界信息,能够进行完全自主的导航。惯性测量单元能够连续长时间的工作,可以提供多种导航信息如位置、速度、航程、航向,还可以提供水平及方位基准,精度较高。但是,惯性测量单元的精度主要取决于惯性器件(陀螺仪和加速度计)的精度,并且其定位误差随时间积累,精度逐渐降低,这对于需要长时间工作的情况是极为不利的。而且其初始对准时间长,所以想到利用其它定位手段作为参考信息源,定期或不定期地对惯性测量单元进行综合校正,对惯性器件的漂移进行补偿。GPS卫星导航系统具有定位精度高的特点,而且能够进行全球、全天候、全天时、多维连续定位,其精度不随时间变化。然而,GPS是非自主式的系统,不能提供诸如载体姿态等参数,运动载体上的GPS接收机不易捕获和稳定跟踪卫星信号,动态环境造成中信噪比下降。这些原因都容易产生周跳。而且由于GPS信号在传播途中的干扰,使得系统定位精度有所下降,定位结果较为离散。如上所述,GPS和IMU惯性测量单元各有所长,具有可互补的特点,两者的组合不仅具有两个独立系统各自的主要优点,而且随着组合水平的提高,它们...