[发明专利]基于全球卫星导航系统动态后处理技术航空摄影测量方法

摘要

本发明公开了一种基于全球卫星导航系统动态后处理技术航空摄影测量方法，包括：步骤10)在航空平台上安装航空摄影仪和双频全球卫星导航系统接收机；步骤20)利用航空摄影仪，进行航空摄影；摄影过程中，利用接收机连续采集全球卫星导航系统卫星信号，同步记录航空像片的摄影时间；步骤30)利用全球卫星导航系统动态后处理技术，对全球卫星导航系统卫星信号进行后处理，获得各摄影瞬间全球卫星导航系统天线中心的三维坐标；步骤40)根据各摄影瞬间全球卫星导航系统天线中心的三维坐标，利用航空像片，进行航空摄影测量，得到与航空像片上相对应的地面点的三维坐标。该方法利用GNSS PPK技术进行无需地面控制点的摄影测量。

主权项

1.一种基于全球卫星导航系统动态后处理技术航空摄影测量方法，其特征在于，该方法包括：步骤10)在航空平台上安装航空摄影仪和双频全球卫星导航系统接收机；步骤20)利用航空摄影仪，进行航空摄影；摄影过程中，利用接收机连续采集全球卫星导航系统卫星信号，历元间隔小于1秒，同步记录航空像片的摄影时间；步骤30)利用全球卫星导航系统动态后处理技术，对全球卫星导航系统卫星信号进行后处理，获得各摄影瞬间全球卫星导航系统天线中心的三维坐标；步骤40)根据各摄影瞬间全球卫星导航系统天线中心的三维坐标，利用航空像片，进行航空摄影测量，得到与航空像片上相对应的地面点的三维坐标；所述步骤40)具体包括：步骤401)确定航空像片之间同名像点的像片坐标，包括步骤4011)至4012)：步骤4011)根据像片拍摄的全球卫星导航系统天线中心坐标，确定像片之间的连接关系；步骤4012)在每张像片的标准点位提取像片特征点，利用图像匹配技术，提取相邻图像重叠范围内的同名像点，记录像片连接点像点j在像片i上的像片坐标(xij,yij)，j＝1、2、…、n，i＝1、2、…、m，n为像片连接点数，m为像片数量；步骤402)确定未知参数：像片摄影物镜中心坐标参数m为像片数量，该未知数数量t₁＝m×3；像片姿态参数m为像片数量，该未知数数量，t₂＝m×3；像片连接点的三维坐标(Xj,Yj,Zj)，j＝1、2、…、n，n为像片连接点数量，t3＝n×3；未知参数总数t＝t1+t2+t3；步骤403)计算未知参数近似值：依式(1)确定各张像片的摄影姿态近似值：其中，表示像片i的俯仰角，ω_i表示像片i的侧滚角，κ_i表示像片i的旋转角；依式(2)确定各张像片摄影位置的近似值：其中，表示第i张像片的摄影物镜中心坐标；表示第i张像片的全球卫星导航系统天线中心坐标；(u_G,v_G,w_G)表示全球卫星导航系统接收机天线中心在航空摄影仪像空间坐标系中的坐标；利用空间前方交会计算同名像点的地面坐标近似值(Xj,Yj,Zj)；步骤404)建立误差方程式：依式(3)确定共线方程式：式(3)中，(f,x0,y0)表示航空摄影仪的内方位元素；(xij,yij)表示像片连接点像点j在像片i上的像片坐标；(Xj,Yj,Zj)表示像片连接点对应的地面点坐标；(XSi,YSi,ZSi)表示第i张像片的摄影物镜中心坐标；a1,a2,a3,b1,b2,b3,c1,c2,c3是由φi,ωi,κi构成的旋转矩阵，如式(4)所示：对式(3)线性化后为：其中，式(5)用矩阵表示为：V＝BX‑L                          式(6)式(6)中，X为未知数系数矩阵，表示为式(7)：步骤405)建立如式(8)所示的天线中心坐标条件式：对式(8)线性化后为：式中，式(9)用矩阵表示为：CX‑W＝0                              式(10)步骤406)计算未知数：联立式(6)和式(9)，用矩阵表示为：根据附有条件的间接平差，计算式(11)中的未知数矩阵X，从而得到像片的摄影位置和摄影姿态参数，以及地面点的三维坐标。