[发明专利]一种基于GNSS/MEMS定位定向的无地面参考低空三角测量方法

摘要

本发明公开了一种基于GNSS/MEMS定位定向的无地面参考低空三角测量方法，利用GNSS芯片与MEMS芯片组合制成组合芯片模块，组合芯片模块数据能同步采集、存储GNSS卫星的接收机数据和MEMS传感器发来的数据；对其进行观测后处理、反馈校正，得到高精度的位置信息以及姿态角信息，再使用测区处的坐标转化软件得到测图坐标系的位置；将求得的位置信息、姿态角信息作为起算数据，经过偏心距改正、偏心角改正后，提供航空摄影测量中所需的外方位元素，实现无须地面控制的低空三角测量。本发明减少飞行的旁向重叠度，提高工作效率，降低成本，降低无人机测绘时户外作业人员的工作量；解决了在地形恶劣区域开展无人机测绘无法通过设置地面控制点保障测绘精度的难题。

主权项

1.一种基于GNSS/MEMS定位定向的无地面参考低空三角测量方法，其特征在于，由以下步骤组成：(1)根据待测绘区域的地理参数，在地面飞行控制系统中绘制航带、曝光点位置，选择出合适的GNSS基站安置位置；(2)GNSS芯片与MEMS芯片组合制成组合芯片模块，将含有组合芯片模块的天线安装在相机的正上方，GNSS基站的接收机还接受地面飞行控制系统或者相机在曝光点处发出的脉冲信号；(3)完成无人飞行器起飞前的检查工作之后，让GNSS基站的接收机开始记录观测数据，组合芯片模块数据能同步采集、存储GNSS卫星的接收机数据和MEMS传感器发来的数据；(4)无人飞行器依据观测之前在地面飞行控制系统中设置的航线进行飞行，地面飞行控制系统实时查看无人飞行器所处的位置、姿态信息，当无人飞行器飞至指定的位置时向相机发出脉冲信号，相机完成一次拍照，同时组合芯片模块同步记录该脉冲信号，并将脉冲信号转化成相应的时间数据；(5)飞行完成后，收集组合芯片模块中记录的GNSS卫星的数据、MEMS传感器的数据、GNSS基站的接收机数据，利用POS后处理软件进行观测后处理，实时对MEMS传感器中陀螺和加速度计的器件误差进行反馈校正，得到高精度的位置信息以及姿态角信息，再使用测区处的坐标转化软件得到测图坐标系的位置；(6)将求得的位置信息、姿态角信息作为起算数据，经过偏心距改正、偏心角改正后，采用SITF特征匹配与金字塔影像匹配相结合的转点策略，自动提取测绘航线间的自动转点，采用相应的系统误差补偿模型利用影像量测程序进行统一光束法区域网平差；组合芯片模块中GNSS芯片与MEMS芯片采集数据时间同步精度达到1μs；组合解算后的位置需要经坐标转化成测图坐标系，位置经过偏心距改正、姿态角经过偏心角改正后，才能导入空三软件。