基于POS系统摄影测量情况简介

[摘 要]在进行大比例尺航空摄影测量和3D产品制作时，借助于POS系统，布设区域网时大大减少像控点的布设数量，空三加密后对空三加密精度进行了验证，精度统计表明结果完全符合现行相关规范的要求，为后期作业提供了有力依据，提出出了进一步改进的空间。

[关键词]大比例尺航空摄影测量；3D产品；POS

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0344-01

引言

如何减少或者无需外业像控测量而直接获取像片的外方位元素一直是测量工作者美好的愿望和追求的目标，也是进行一些无人区或找不到合适地面控制点的区域进行3D产品制作亟待解决的问题。POS辅助航空摄影测量是将GPS、IMU与航摄仪集成，GPS提供像片的三个线元素，IMU提供三个角元素，三者集成后可在获取影像的同时获取像片的六个外方位元素，大大提高了航测作业效率。我公司在多个3D产品生产项目中引入了POS观测值，取得了较好的效果。现将实际生产情况做一下简要介绍。

1 投入的主要设备型号及其主要参数

（1）航摄仪：

①UCE航摄仪，镜头固定焦距79.8mm，像元大小为5.2μ，像片尺寸为13080*20010像素，像片大小为68.016*104.052mm。

②UCLP航摄仪：镜头固定焦距70.4mm，像元大小为6.0μ，像片尺寸为7920*11704像素，像片大小为47.520*70.224mm。

（2）POS：POS/AV_510

（3）IMU ：IMU14 和IMU31

2 POS数据处理软件

POSPacMMS 5.4

3 POS辅助航空摄影测量方法

采用的方法为直接定向法（Direct Georeferencing，简称DG）。通过布设检校场对集成系统的误差参数进行检校，进而得到每张像片的高精度外方位元素。具体来说就是对检校场进行空中三角测量，得到检校场每张像片的外方位元素值，与利用POS技术获取的检校场对应像片外方位元素值进行比较，从而得到偏心角的值和三维坐标系统差改正数，用得到的偏心角的值和三维坐标系统差改正数对整个样区POS数据处理解算出的角元素和三维坐标进行改正，最后得到每张像片的外方位元素。

4 目前常用的像控区域网布设方法

航向：每10条基线布设一点，每张像片仅在1号点位布设；

旁向：隔航线布设。

区域网航向基线数及旁向航线数无具体限制，主要参照摄影测量工作站能高效运行为准，目前一般每网300-500张航片左右。

此种区域网布设方法相比通常每4条基线布设一点，每张像片的1号、3号点位各布设一点、逐航线布设的方法，像控点减少了近70%。采用此种布点方法相对于只在区域网四角布点或四角、中心布点的方法比较保守，今后可采用四角布点或四角、中心布点的方法在大比例尺3D产品制作项目中进行实验性生产。参考同行业单位的作业经验，验证无外业像控数据直接制作1：5000及以下比例尺3D产品的精度可靠性。

5 精度情况

（1）通过对某个1：500比例尺3D制作项目的7个空三加密网精度检查发现，检查点的平面位置中误差最大值为±9.25cm，允许值为17.5cm；高程中误差最大值为±7.32cm，允许值为15.0cm。具体精度情况如表1：

（2）通过对某个1：1000比例尺3D制作项目的8个空三加密网精度检查发现，检查点的平面位置中误差最大值为±17.83cm，允许值为50.0cm；高程中误差最大值为±11.85cm，允许值为15.0cm。具体精度情况如表2：

由此可确定此种方法能满足GBT_23236-2009《数字航空摄影测量_空中三角测量规范》的要求。

6、存在的问题和不足

①相对于传统的摄影测量，采用POS辅助系统后的确大大减少工作量，节约了时间和成本，但进行大比例尺的3D产品制作，仍然无法摆脱外业像控测量工序，无法避免携带仪器设备鞍马劳顿奔赴测区、收集控制资料、求取转换参数、像控测量等一系列的外业工作，未发生质的转变。

②前期准备工作较多，航飞条件要求更加严格，航摄设备及人工操作增多，误差源随之增多。

③在实际作业中，发现3个角元素精度较好，但3个线元素存在的误差较大，直接影响了产品的精度。

7 结束语

随着摄影测量技术的不断进步，相信经过广大测绘工作者的不懈努力，在不远的将来逐步解决目前存在的不足，实现中国摄影测量具有里程碑意义的新跨越。

参考文献

[1] 王之卓.摄影测量学原理[M].北京：测绘出版社，2001.

[2] 袁修孝.GPS辅助空中三角测量原理及应用.M北京：测绘出版社，2001.

[3] 张燕.航测外业像控点测量系统的设计与实现[J].城市勘测，2011年02期.