精密星历解算POS辅助下ADS80相机在1∶500测图中的应用

于 澎，桑夺坤，王青山

(1. 辽宁省地理信息院，辽宁 沈阳 110034； 2. 徕卡测量系统贸易(北京)有限公司，湖北 武汉 430072)



徕卡测量新技术应用专栏

精密星历解算POS辅助下ADS80相机在1∶500测图中的应用

于 澎1，桑夺坤2，王青山1

(1. 辽宁省地理信息院，辽宁 沈阳 110034； 2. 徕卡测量系统贸易(北京)有限公司，湖北 武汉 430072)

介绍了ADS80推扫式数字航空摄影测量系统在生产过程中，使用精密单点定位技术解算GNSS+IMU数据的精度，同时通过项目试验验证了精密单点定位技术解算的GNSS+IMU数据，在后期的空中三角测量平差之后，能够满足1∶500地形图的精度要求，为后续数据生产提供了技术依据。

ADS80相机；精密星历；POS

ADS80推扫式相机由瑞士徕卡公司生产，是世界先进的航摄系统之一。该系统的定位技术支持地面基站、精密单点定位。随着卫星定位技术的不断发展，精密单点定位技术日趋完善。目前该技术已经可以应用于大比例尺航测作业。本文结合实际生产任务，阐述了ADS80航摄仪使用精密单点定位技术制作1∶500大比例尺地形图测绘应用的可行性。

一、ADS80航摄仪系统介绍

ADS80航摄系统是一款推扫式航空相机，幅宽为12 000像元，具有彩色和全色波段，可同时获得前视角、下视角、后视角影像。航向具有100%三度重叠，可获取连续无缝的地面影像。ADS80航摄仪系统集成了高精度的GNSS+IMU设备，可以使用精密单点定位技术进行定位定向，能够满足大比例尺测图规范，为成果的精度提供了有力的保障。其系统参数见表1。

表1 ADS80主要技术参数

二、项目流程

图1阐述了ADS80航测测图项目的流程。

三、项目案例

1. 测区概况说明

摄区位于辽宁省北部，松辽平原中段，覆盖了整个铁岭市市区及部分县区。摄区航摄面积为360 km2，地面分辨率为0.07 m，最高点高度为337 m，最低点高度为60 m。共37条航线，总计飞行3个架次。图2为本次航空摄影的范围；图3为本次航空摄影获取的高分辨率影像。

图1 项目流程

图2 航空摄影范围

2. 处理流程

1) 使用Leica Xpro软件解压原始数据。

2) 使用IPAS TC软件，采用精密单点定位技术解算POS数据并检查POS数据初始精度。

3) 使用Leica Xpro软件执行预处理、空中三角测量，以及L1影像输出、DSM输出与正射影像输出。

图3 航摄成果

4) 使用MapMartix软件，基于L1级影像进行地物采集，编辑DEM、DOM等。

3. 结论及分析

(1) 精密星历解算GNSS+IMU精度控制

精密星历解算 GNSS+IMU数据的原理：使用精密星历进行GNSS数据的事后解算，在解算的同时，使用Kalman滤波算法进行IMU数据的融合。在解算过程中，由于无法对实际的航迹进行真实值的测量，因此软件使用相对精度进行POS精度的评定。

Position Separation 指标：在GNSS+IMU数据解算时，执行前向和后向双向解算，计算出2个飞行轨迹，由于起算点的不同，实际解算出的2个轨迹会略有差异，由于GNSS+IMU的高精度，这种差异不应太大。Position Separation参数代表2个轨迹之间的差值，本次使用的3个架次数据，Position Separation指标的数值都在5 cm以内，满足徕卡所要求的初始POS精度。最终的飞行轨迹使用前向和后向轨迹的融合轨迹。

(2) 空中三角测量精度控制

航摄加密区内均匀布设了25个定向点和8个检查点。空中三角测量加密报告分析见表2。

表2 空中三角测量精度统计 m

空中三角测量成果满足国家《数字航空摄影测量空中三角测量规范》(GB/T 23236—2009)中1∶500定向点平面位置中误差0.13 m、高程0.11 m，检查点平面位置中误差0.175 m、高程0.15 m，模型连接点平面中误差0.175 m、高程0.15 m的规范要求[2]。

(3) 立体测图精度检查

将纠正后的L1级影像导入航天远景MapMatrix，量测检查点，对比检查点实测值与立体测图测量值的残差X、Y、Z。其精度见表3。

表3 MapMatrix中检查点精度统计 m

四、结束语

通过精密单点定位技术解算ADS80相机的GNSS+IMU数据，在初始POS精度满足徕卡公司要求指标的前提下，通过控制点进行了空中三角测量，通过立体测图软件对检查点进行了评测，其平面中误差、高程中误差均满足1∶500成图规范要求，从而验证了精密星历解算的初始POS可应用于1∶500大比例尺测图。

(本专栏由徕卡测量系统和本刊编辑部共同主办)