空三加密POS系统的应用探讨

余松梅

广西壮族自治区地理信息测绘院

摘要：通过对城市高精度数码航空摄影中POS系统的应用，实践数码航摄、架设基站、转换坐标、航测内业空三加密等内容，经过比对POS系统等三种空三加密作业方法和分析验证数学精度和外业检测的数据，本文探讨了POS系统对空三加密精度的作用，尤其是在提高大比例尺地形图航测内业方面作用之大。

关键词：空三加密；POS系统；精度；分析

引言

随着我国技术的发展，绘测工作中数码航空摄影技术的广泛推广，GNSS（全球导航卫星系统）中的POS（精密空间定位系统）技术的研究开发应用，使得导航定位精度大大提高了，而且数码航空摄影质量也明显提高。本文结合城市高精度数码航空摄影项目中采用POS技术的实践，对空三加密POS系统的应用进行探讨。

1.POS系统

在进行数码航空摄影时，把数码航摄仪和POS系统合成，再通过GPS载波相位差分精度定位得到摄影仪的位置参数和由IMU测定的摄影仪的姿态参数，接着把IMU、DGPS的数据一起处理，取得航空摄影瞬间像片的姿态和位置，如此在航测内业时可以达到恢复摄影时像片与地面关系的作用，从而进一步解析像片的测量。上述参数的直接获取对数字摄影测量具有重大影响，不仅使航空影像可以快速空间地理定位，而且使数字摄影测量工作的整个流程都有新的进步。

在实际工程应用中，机载POS系统直接地理定位的实际精度，可以利用n个地面检查点的坐标已知值(野外实测)和直接地理定位值之间的偏差(Δx，ΔY，ΔZ)，按下式求出:

μxy为总体平面实际精度，μZ为总体高程实际精度，n为检查点个数。

2.技术分析

2.1数码航空摄影

城市数码航空摄影使用的是UCX数码摄影仪，设置焦距为90.5mm，采用像片像素6.2um，压缩幅面为6.6cm*10.6cm，展开了3400平方千米不同区域范围，地面基准站采取城市连续运行卫星定位综合服务系统参考站的数据进行摄影的联合数据处理，可以保证数码航空摄影数据成果更加具有准确性和可靠性。

2.2坐标转换

由POS系统加上平差计算的摄影瞬间像主点的坐标是GPS系统收集数据验证得来，而数据是享用国家大地坐标系的成果。如今不管是内业测图还是航测外业，其坐标系主要采用1954年北京坐标系、1980年西安坐标系又或是地方独立坐标系，这跟摄影瞬间像点的坐标是不同的，要想使用摄影瞬间像片的姿态和位置，就必须进行坐标转换，需要在统一的坐标系内展开航测内业计算和测图。

坐标具体转换又航测生产目的可知，需将国家大地坐标系的摄影站像主点坐标转换成城市地方坐标系下的成果，再将摄影站像主点坐标统一全部转换到城市地方坐标系下，其坐标三维数学精度需要满足生产。

3.航测作业

3.1外业像控点联测

采取地面分辨率优于20cm的数码航摄资料作为航测成图，为了提高工作效率，外业控制点布点采用区域网布法，该法一般在区域网的四周布设平高点，中间多加一个高程点，按照每隔4条基线的航线布设一对平高控制点。测区如图3-1所示。观察数码航片的特点，注意选刺的要点，像控点的刺孔要小，刺孔直径最大不得超过0.2mm.由布点方案喷绘布设像控点对应数码像片，其片一般选择A3幅面大小，提供野外作业。

3.2解析空中三角加密

解析空中三角测量即空三加密，空三加密是航测内业测图的第一道程序，更是测图的数学基础，采用INPHO软件空三加密作业，流程如图3-2所示。空三加密软件是利用多影像匹配技术和影像处理自动完成像对连接点的点位选择和自动转换点。但是，摄影区域具有多样性会造成影像变行等情况，这是因为软件是自动选取连接点的，就会出现点位不好、错点和不清晰等问题，而在空三加密的质量控制过程中，像片转点和选点是至关重要的环节，必须进行一对一相对定向点位的检查在连接点编辑环节中，保证点位分布均与，而且每个像对标准点位有连接点，其连接点一般不能低于30点。

空三加密作业，需先按常规方法进行区域网加密，进行解算加密点成果。然后根据POS系统设置参数，再加带POS系统的区域网加密，同样解算加密点成果。空三加密因POS分两种情况进行作业，一种方案是选择10条基线布设一对像控点进行加密，另一种方案是选择20条基线布设一对像控点进行加密，分别解算加密成果，最后再分析精度。

空三加密成果有３个，分别是不加ＰＯＳ系统４条基线布设一对像控点的区域法（又称是常规空三加密）、加带ＰＯＳ系统的空三加密（１０条基线布设一对像控点的区域法）和加带ＰＯＳ系统的空三加密（隔条航线布设一对像控点的区域法），在１０条基线布设一对像控点的区域法的带ＰＯＳ系统空三加密中，经过反复作业，验证发现由ＧＰＳ获取的外方位线元素比惯性导航ＩＭＵ获取的角元素对空三加密精度非常有效而且影响值大。在测区均匀的选取了12个野外检查点与内业加密点进行数值比较和精度分析，精度指标统计如表1所示。通过野外散点检测区域内地物和地貌点的数学精度，精度统计如表2所示。

总结

通过城市的实践应用，可以看到，带POS系统后，空三加密的精度大大提高，适合城市大比例尺航测成图工作需要。而且在使用POS系统后，减少了的野外像控点的布点数量，布点方案灵活，产品的质量准确、可靠，提高了工作效率和效益。

参考文献

[1]于小风,王泽宁,程晨.浅析在新一轮基础测绘中Inpho空三加密的应用[J].江西省测绘地理信息学会2015年学术年会, 南昌,2015.11-15

[2]林惠民.INPHO的MATCH-AT模块在大比例尺加密中的应用[C].福建测绘,2012,5(5):46-48

[3]于天江,冯依依. MATCH-AT与Geolord-AT空三加密的深度对比分析[C].第十六届华东六省一市测绘学术交流会,日照,2013.17-18