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GNSS在航空摄影辅助空三测量中的应用

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2018-05-29

  全球定位系统习惯上被人们简单的称之为GNSS。它的应用领域比较广泛,比如说汽车的导航系统等,给人们的出行和生活带来了便利,它能够快速准确的实现定位。除此之外,它的最重要的应用是辅助空三测量。该技术的利用优势是能够实现动态定位,它的操作需要空间监控设备和地面的接收设备的配合。首先飞机上的多台GNSS接收机同时快速连续地记录GNSS信号,然后与地面的固定接受点连接,通过采集动态载波相位GNSS相对定位技术的离线数据,经过处理后,获得航摄飞行时摄影机曝光时刻,摄站相对于地面已知点在WGS-84坐标系中的三维坐标;然后将其视为辅助观测数据,引入摄影测量区域网平差中,获取最终的大地坐标。


  这种技术的应用主要的一个优势就是,地面可以设定少量的接收点,但是少量不代表没有限制,应该根据测量的需求进行数量的确定。该技术自从问世以来,经过了人们的反复实践论证,最终证明具有实际操作的可能和优势。某些山区由于地理位置特殊,山内情况复杂,所以传统的人工测量难度大,测量的危险值高,测量的数据部准确,给进一步的施工或者设计带来不便。GNSS空三测量技术的应用对这类问题可以进行良好的解决。它的测量数据准确全面,而且无需大量的人力操作,大大的节约了设备和人力的投资成本。下面结合某地的实际测量情况。对该技术进行全面的剖析。


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  1、项目内容及工作量

  技术人员根据实地的测量需要和绘制的影响需求质量,设定了相应的航摄分区、加密分区数量,并按照相关的实际要求准备了符合要求数量的设备。


  2、踏勘

  测量的地点是距离城市较远的偏僻山区,地理位置偏远、地理环境恶劣,由于该地受到交通的制约,所以经济不够发达,人们的生活水平比较低,又因为政府的重视程度不够,所以该地的交通状况没有随之等到任何的改善,给实际的测量工作带来了一定的障碍。根据该地的实际的地形和测量的需要,技术人员先后在不同的山顶和高层建筑顶部等比较开阔和高大的位置布置了23个地标点。根据后期的检验,23个地标的设置完全符合基本的要求。同时又对地标的实际角度进行了测量,测量的结果也是符合要求的。


  3、布标

  根据实际的测量需要对于布置的地点标记行必要的不同标志,同时又对他们进行了不同颜色的涂料粉刷。


  4、观测

  4.1地面基准站联测

  地面基准站联测采用天宝5700型双频GNSS接收机,地面基准站联测时观测了2个时段,并且在每隔开十五秒之后进行一次比啊要的数据收集。为了避免不必要的困扰因素,确保测量实践有计划的顺利展开,对两个基站设立了必要的设仪器,通过两次不同规格的数据收集之后,对数据进行系统的科学分析,分析符合标准之后才能继续进行。根据得出的数据,我们可以知道该地的两个基站测量数据合格。


  4.2对空地标点观测

  对空地标点观测采用天宝5700型双频GNSS接收机,2个基准站分别架设在基准点上长时观测,流动站观测2个小时。对空地标点远离基准站超过100公里,适当延长了观测时间,时段长度为2-4小时,对于得到的数据同样进行一定的程序处理和检验,结果表明数据合格。


  4.3基准站的高程联测

  对于该地的高程联测,起闭于Ⅰ沙田95、Ⅰ沙田96基两个水准点;平果基准站则起闭于Ⅰ开田78、Ⅰ开田79基或Ⅰ开田118基。继而按照相关的联测方法进行数据测量,经过检验数据合格。


  4.4GNSS辅助空三测量的数据采集

  GNSS辅助空三测量的数据采集需要注意到相关的问题。首先保证精确的三维已知坐标,其次位置选择地势开阔和地面植被良好的地方。并且应预先根据选择最佳的卫星组合图形,确定数据采集时间。对于以上的数据要求进行相应的时间间隔确定和角度等确定,最后检验,符合标准。


  4.5机载GNSS天线偏心分量测定

  GNSS动态定位解算后,获得一定时间间隔的连续的坐标序列。为了精确测得摄站位置,除了应测定偏心矢量外,必须从GNSS有规律的坐标序列中内插出摄影机摄影瞬间天线相位中心的位置。航空飞行作业时,航空摄影机器在摄影瞬间发出一个脉冲,它和由GNSS接收机R232接口输出的秒脉冲,通过计算机处理,将曝光时间归化为GNSS时间,以便计算机计算该时刻摄影站的位置。


  5、检查

  5.1检测点的观测

  获得航摄像片后,在第5加密区内选择了2个地形明显且能够控制图边的地物点作为地标点;在第8加密区内选择了20个明显地形地物点作为检测点,4个地形地物点作为地标点,共6个地标点和20个检测点进行GNSS数据观测。经过数据处理后,所得的信息是符合要求的。


  5.2检测区内的6个地标点和20个检测点等外水准联测

  为了确保测量的最终结果准确可靠,技术人员对于地标点和检测点进行了必要的外水准联测,经过测量,数据也是符合标准的。


  6、结论

  本次的实地测量,工作人员对于测量的实际情况进行了全面的分析,根据该地的地形和地貌确定地标点的数量和实际的布置位置,并对可能存在的干扰因素进行了排查,同时,每一步的测量准备都经过了权威的数据检验,全部符合标准后才进行下一步的工作任务。此次的成功测量向我们展示了:全球定位系统在航空摄影辅助空三测量中的应用良好,具有一定的优势,可以减少传统的人工作业的工作强度和工作难度,技术人员不许进行人工的测量,这样减少了工作强度的同时,也减少了人员的投入,一定程度上节约了测量的经济成本,同时提高了测量的工作效率。


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