差分GPS無人機航測技術測試及分析

于彬

摘要：伴隨當前差分GPS技術的出現，RDA 輔助空三已經逐步從實驗轉變為大規模使用，這也是當前低空航測技術快速突破的一個信號，其操作基地在差分 RDA能夠對航空攝影時刻攝影中心的空間位置進行準確的獲取，并且以此為基礎納入到區域網平差的計算當中，可以讓地面控制點大幅度的減少，本文重點對差分GPS無人機航測技術測試進行分析和研究，以供參考。

Abstract： With the advent of the current differential GPS technology， RDA-assisted air three has gradually changed from experimental to large-scale use. This is also a signal for the rapid breakthrough of low-altitude aerial survey technology. Its operating base is able to accurately obtain the spatial position of the aerial photography time photography center in the differential RDA， and based on this， it is included in the calculation of the regional network adjustment， which can greatly reduce ground control points. This paper focuses on the analysis and research of differential GPS drone aerial survey technology test for reference.

關鍵詞：差分GPS;無人機航測技術;GNSS;技術流程

Key words： differential GPS;unmanned aerial vehicle aerial survey technology;GNSS;technical process

中圖分類號：P228.4;V279+.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）23-0260-02

1 ?差分GPS無人機航測技術測試研究概述

在我國，相關項目推動下，比如土地確權、地理國情等，無形中加速了無人機航測技術的應用與發展，并且此項技術在很多項目當中得到了成功的應用，形成了一種無人機航測技術熱。然而這種技術在使用的過程中也出現了一些問題，產生了一些技術短板，比如說像幅相對較小，而且重疊度不規范，飛行的過程中影像旋偏大，讓空中三角測量作業的難度大幅度增加，與此同時還需要保證在野外按照設計要求設置像控點，像控點密度要高，確保無人機航測的精準度滿足應用要求，也正是航測的影像技術特點也限制了無人機航測不能在各領域廣泛應用推廣。在新技術差分GPS技術的發明與發展推廣，GPS能夠成功輔助低空航測技術的精確度，也成為低空航測技術有所突破的關鍵因素。此項技術的工作原理主要體現在差分GPS能夠對航測攝影時刻航測中心的空間位置進行準確的計算，并且可以代入到區域網平差計算當中，可以讓地面的控制點大量的減少，本文與實際項目相結合，合理的分析無人機差分GPS航測技術的優點，并且對比常規航測技術的精度，對其優越性和可行性進行驗證，讓地面控制點大大減少。在少量地面控制點的條件下，都能夠通過低空航測技術獲取大比例尺的地形圖，這樣可以讓作業成本大幅度減少，讓工作效率逐步提高。

2 ?測試計劃

在本次無人機測試的過程中，主要使用了部分控制方式進行布點，再差分RDA結算的結果與空中三角測量加密計算相結合，對比常規的方式，為了對無人機差分GPS航測技術的精度進行驗證，主要在河北某水庫灌區當中繪制1：2000的地形圖，并且通過部分控制方法進行操作，分析測試的結果。

3 ?差分GPS無人機航測技術測試

3.1 技術流程

在實驗的過程中，搭載空間航空行多模雙頻gnss接收機以及數碼相機，在地面基站方面使用南方GPS數據處理的過程中通過相關的gnss拆分后處理軟件進行操作，空中三角測量的過程中使用的軟件是 inpho5.6版本數字影像測量系統。在進行差分GPS無人機航測技術使用的過程中，需要注意以下幾個問題。

3.1.1 AG200 與無人機的安裝和同步

在無人機上進行gnss天線安裝的過程中，需要對位置進行合理的選擇，這與GNSS接收機的工作有著直接關聯，需要注意不能對GNSS天線出現遮擋，需要把GNSS天線設置在飛機頂部中，軸中心線處不能在天線的周圍出現干擾源，否則會對GNSS天線的工作產生影響，與此同時GNSS接收機需要和GNSS天線之間進行連接。

3.1.2 基站的架設和航飛

在進行航測的過程中需要架設GPS完成靜態觀測的工作，基站需要和中心位置的距離合理。在設置的過程中要處于測區范圍當中，并且與中心位置的距離越近，在差分精度方面的效果越好。在本次測量的過程中，將基站控制在測區內部，符合測量的具體需要，另外通過RTK對坐標點進行觀測，并且在航飛前后都可以依照要求進行相應的靜態觀測。

3.1.3 GNSS 差分后處理

通過際上空間Caravel PP 軟件對差分GNSS 數據進行處理的過程中，主要包含了以下幾個部分，首先對相關數據進行準備，其次新建相應的工程，第三進行GNSS基站和流動數據的添加，接著通過Caravel PP 軟件對配置進行設置，主要是完成動態差分定位等工作，在此過程中要進行6個像控點的選取，對7參數以及高程擬合值等數據進行計算。

3.2 精度情況分析

在進行GNSS差分處理之后，航跡曝光點出現綠色，出現這種情況是由于結算的時候整周模糊度獲得了固定的結果。與此同時還說明定位精度控制在5厘米以內。利用航跡pos軟件完成后拆分結算的工作，在航跡pos點當中沒有出現紅色的點，這就說明在標準差收斂方面獲得了較好的效果，相對精度控制在5厘米以內，在測區當中均勻的進行6個像控點的選擇，利用GPS坐標軟件對其參數和高程擬合值進行計算。

4 ?差分GPS無人機航測技術分析和總結

首先，在GNSS輔助平差的情況下，空三平差具有較高的精度，這是其他航測技術無法達到的。

其次，如果所測區域地形起伏情況不大，通過GNSS輔助的空中三角測量，讓外業控制點減少，甚至可以減少1/2的外業控制點，能夠獲得較準確的數據，與此同時為了進一步證明GNSS輔助的效果，可以在一些復雜山區地形當中進行深入的測試。

第三，當前差分GPS四角平高，雙排高層布點的方案還有一些不足之處，無法保證在丘陵區域進行的高程精度，這種布點方案無法在高程精度要求高的項目當中應用，主要是由于小相幅單反相機會出現基高比小、鏡頭畸變大等問題而造成高程精度較差，與此同時，這也是當前低空無人機技術發展過程中出現了一個難題，在測繪的過程中需要使用一些畸變小的專業航拍攝像機。

第四，在測繪的過程中需要通過LED來校正相機參數，獲得的畸變參數有一定的誤差，沒有準確性。在通過有誤差畸變參數進行常規空三數據獲取的過程中可能會出現更大的高程誤差，所以需要通過檢校場方式對正相機參數進行校準。

第五，在GNSS后差分平差后的pos數據獲取之后，可以將其進行轉化，使之成為目標系坐標，在此過程中對其參數進行準確的使用，在選擇控制點位置以及控制點精度后，一定要對其參數進行準確的運用，這也是計算過程中的基礎要求。在完成轉換之后需要進行相應的校驗，只有校驗合格之后才能進行使用。

第六，在測繪的時候最大的問題在于高程精度在有構架航線的情況下差分GPS輔助空三可以使用常規控制點的1/2的控制點就能夠達到精度要求，然而平面精度在使用測區四角少數幾個控制點的條件下就能夠符合要求，所以在航飛設計的過程中需要多形成幾個構架航線，這樣可以在一定程度上獲得更好的效果。

5 ?結束語

當前無人機航測遙感技術發展的速度進一步加快，是一種以無人機為基礎的新型空中信息獲取和處理的工具，能夠搭載相關的設備有效的對地面的情況進行觀測，以獲得較好的遙感信息，這種系統相比傳統的航空攝影技術具有精度高而且成本低等優點，廣泛的投入到各個領域的使用。當前數字城市的發展速度進一步加快，無人機航測遙感技術在新農村測繪保障和救災應急方面也取得了較大的應用，通過差分GPS對無人機航測技術進行研究和分析發現，可以通過少量的地面控制點準確的繪制出大比例的地形圖，可以讓作業的成本大幅度減少，讓工作的效率提高。

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