精密星歷解算POS輔助下ADS80相機在1∶500測圖中的應用

于 澎，桑奪坤，王青山

(1. 遼寧省地理信息院，遼寧 沈陽 110034； 2. 徠卡測量系統貿易(北京)有限公司，湖北 武漢 430072)

?

徠卡測量新技術應用專欄

精密星歷解算POS輔助下ADS80相機在1∶500測圖中的應用

于 澎1，桑奪坤2，王青山1

(1. 遼寧省地理信息院，遼寧 沈陽 110034； 2. 徠卡測量系統貿易(北京)有限公司，湖北 武漢 430072)

介紹了ADS80推掃式數字航空攝影測量系統在生產過程中，使用精密單點定位技術解算GNSS+IMU數據的精度，同時通過項目試驗驗證了精密單點定位技術解算的GNSS+IMU數據，在后期的空中三角測量平差之后，能夠滿足1∶500地形圖的精度要求，為后續數據生產提供了技術依據。

ADS80相機；精密星歷；POS

ADS80推掃式相機由瑞士徠卡公司生產，是世界先進的航攝系統之一。該系統的定位技術支持地面基站、精密單點定位。隨著衛星定位技術的不斷發展，精密單點定位技術日趨完善。目前該技術已經可以應用于大比例尺航測作業。本文結合實際生產任務，闡述了ADS80航攝儀使用精密單點定位技術制作1∶500大比例尺地形圖測繪應用的可行性。

一、ADS80航攝儀系統介紹

ADS80航攝系統是一款推掃式航空相機，幅寬為12 000像元，具有彩色和全色波段，可同時獲得前視角、下視角、后視角影像。航向具有100%三度重疊，可獲取連續無縫的地面影像。ADS80航攝儀系統集成了高精度的GNSS+IMU設備，可以使用精密單點定位技術進行定位定向，能夠滿足大比例尺測圖規范，為成果的精度提供了有力的保障。其系統參數見表1。

表1 ADS80主要技術參數

二、項目流程

圖1闡述了ADS80航測測圖項目的流程。

三、項目案例

1. 測區概況說明

攝區位于遼寧省北部，松遼平原中段，覆蓋了整個鐵嶺市市區及部分縣區。攝區航攝面積為360 km2，地面分辨率為0.07 m，最高點高度為337 m，最低點高度為60 m。共37條航線，總計飛行3個架次。圖2為本次航空攝影的范圍；圖3為本次航空攝影獲取的高分辨率影像。

圖1 項目流程

圖2 航空攝影范圍

2. 處理流程

1) 使用Leica Xpro軟件解壓原始數據。

2) 使用IPAS TC軟件，采用精密單點定位技術解算POS數據并檢查POS數據初始精度。

3) 使用Leica Xpro軟件執行預處理、空中三角測量，以及L1影像輸出、DSM輸出與正射影像輸出。

圖3 航攝成果

4) 使用MapMartix軟件，基于L1級影像進行地物采集，編輯DEM、DOM等。

3. 結論及分析

(1) 精密星歷解算GNSS+IMU精度控制

精密星歷解算 GNSS+IMU數據的原理：使用精密星歷進行GNSS數據的事后解算，在解算的同時，使用Kalman濾波算法進行IMU數據的融合。在解算過程中，由于無法對實際的航跡進行真實值的測量，因此軟件使用相對精度進行POS精度的評定。

Position Separation 指標：在GNSS+IMU數據解算時，執行前向和后向雙向解算，計算出2個飛行軌跡，由于起算點的不同，實際解算出的2個軌跡會略有差異，由于GNSS+IMU的高精度，這種差異不應太大。Position Separation參數代表2個軌跡之間的差值，本次使用的3個架次數據，Position Separation指標的數值都在5 cm以內，滿足徠卡所要求的初始POS精度。最終的飛行軌跡使用前向和后向軌跡的融合軌跡。

(2) 空中三角測量精度控制

航攝加密區內均勻布設了25個定向點和8個檢查點。空中三角測量加密報告分析見表2。

表2 空中三角測量精度統計 m

空中三角測量成果滿足國家《數字航空攝影測量空中三角測量規范》(GB/T 23236—2009)中1∶500定向點平面位置中誤差0.13 m、高程0.11 m，檢查點平面位置中誤差0.175 m、高程0.15 m，模型連接點平面中誤差0.175 m、高程0.15 m的規范要求[2]。

(3) 立體測圖精度檢查

將糾正后的L1級影像導入航天遠景MapMatrix，量測檢查點，對比檢查點實測值與立體測圖測量值的殘差X、Y、Z。其精度見表3。

表3 MapMatrix中檢查點精度統計 m

四、結束語

通過精密單點定位技術解算ADS80相機的GNSS+IMU數據，在初始POS精度滿足徠卡公司要求指標的前提下，通過控制點進行了空中三角測量，通過立體測圖軟件對檢查點進行了評測，其平面中誤差、高程中誤差均滿足1∶500成圖規范要求，從而驗證了精密星歷解算的初始POS可應用于1∶500大比例尺測圖。

(本專欄由徠卡測量系統和本刊編輯部共同主辦)