PPP在顾及曝光延迟的GPS辅助空中三角测量中的应用研究

摘要

在传统的GPS辅助空中三角测量中，GPS数据的处理通常都采用差分定位模式，这样就需要在无人机飞行作业时必须在测区的合适位置架设地面基准站，当航摄范围较大时架设基准站就成了一件费时费力的工作，因为随着测区范围的加大需要设置的基准站也要随之增加，从而大大增加了航测作业的难度。与此同时，GPS辅助光束法平差方法虽然在一定程度上能够解决低空摄影测量对地面控制点的依赖问题，但是使用无人机进行摄影测量作业时由于无人机无法保持匀速飞行状态就会造成相机曝光瞬间无人机的瞬时速度与瞬时方向各不相同，即各个曝光点的曝光延迟误差影响不一致，如果依旧采用传统方法来补偿曝光延迟误差显然是不合理的。因此本文在以上这些问题的基础上结合最新空三研究成果提出了一种基于精密单点定位技术的顾及曝光延迟的GPS辅助光束法平差方法，此方法是对传统GPS辅助光束法平差应用范围的进一步拓展。希望能够在传统GPS辅助光束法平差方法的基础上进一步提高空三加密精度简化航空摄影测量工作流程。
　　本文首先介绍了精密单点定位和GPS辅助空中三角测量的基本原理，接着阐明了曝光延迟机理，进而引出顾及曝光延迟的GPS辅助光束法区域网平差的理论基础和数学模型，接下来详细介绍了精密单点定位技术支持下的无人机摄站点三维坐标获取方法和技术流程，随后阐述了无人机获取地面影像数据的流程，最后结合获取的实验数据进行对比试验分析，实验内容主要包括:精密单点定位成果与差分定位成果的对比分析;精密单点定位成果参与顾及曝光延迟的GPS辅助光束法区域网平差和差分定位支持下的GPS辅助光束法平差结果的对比实验;以及无地面控制情况下控制点对顾及曝光延迟的GPS辅助光束法区域网平差的结果影响。最后详细分析了精密单点定位技术在顾及曝光延迟的GPS辅助光束法区域网平差中应用的可行性。
　　试验分析之后的结果显示出，精密单点定位技术获取的摄站点坐标和差分定位所获取的摄站点坐标精度完全不同，但就单条航线来看其误差呈现航线系统性，当采用测区四角布设平高地面控制点的控制方案，将差分和精密单点定位技术获取的定位成果分别应用于GPS辅助空中三角测量可达到基本一致的平差结果，从而证明精密单点定位技术可以和差分定位技术一样有效的应用于GPS辅助空中三角测量;顾及曝光延迟的GPS辅助光束法区域网平差结果表明，考虑曝光延迟因素后空三加密精度能够得到有效的改善;在无地面控制下的平差结果表明无地面控制的情况下平差结果只能够满足中小比例尺成图的精度要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 PPP技术国内外研究现状

1．2．2 GPS辅助空中三角测量的国内外研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

1．3．3 技术路线

第2章 顾及曝光延迟的GPS辅助空中三角测量的理论基础

2．1 空中三角测量原理与方法

2．1．1 数学模型

2．1．2 空中三角测量方法

2．2 GPS辅助光束法区域网平差

2．3 顾及曝光延迟的无人机GPS辅助光束法平差

2．3．1 曝光延迟机理

2．3．2 顾及曝光延迟的GPS辅助光束法平差模型

第3章 基于精密单点定位技术的摄站点坐标获取

3．1 PPP精密单点定位原理

3．2 非差相位j辟墙单点定位的数学模型及其技术关键

3．2．1 非差相位精密单点定位的数学模型

3．2．2 非差相位精密单点定位的技术关键

3．2．3 精密单点定位中的误差改正模型

3．3 摄站点坐标的获取及解算

3．3 1 摄影时刻摄站点的三维坐标获取

3．3．2 基于Trip软件的精密单点定位解算过程

第4章 GPS辅助空中三角测量中的影像数据获取

4．1 航摄系统介绍

4．1．1 无人机系统

4．1．2 相机系统选择

4．1．3 系统优势

4．2 航带设计过程

4．2．1 航带设计软件介绍

4．2．2 航带设计流程

4．3 航摄像片整理

4．4 地面站操作过程

4．4．1 软件介绍

4．4．2 地面站软件操作过程

第5章 PPP在顾忌曝光延迟的在GPS辅助空三中的应用实验分析

5．1 GodWork-FOC免像控航测后处理软件系统

5．1．1 GodWork-FOC软件特点

5．1．2 GodWork-FOC辅助定向法空三技术流程

5．1．3 试验精度评定标准

5．2 精密单点定位与差分定位的空三结果对比

5．3 PPP在顾及曝光延迟的GPS辅助空三平差结果对比

5．4 无地面控制情况下的平差结果

结论与展望

致谢

参考文献