CN106918327A - 一种无人机航拍光束法平差摄影测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机航拍光束法平差摄影测量方法，已知测区内概况、无人机pos数据以及地面控制点P_n(X_n0，Y_n0，Z_n0)(n＞3)，进行自由网平差，获得第i+1张像片的同名点相对于第i张像片的同名点外方位元素改正数ΔX⁰ _i+1，i，ΔY⁰ _i+1，i，ΔZ⁰ _i+1，i，Δω_i+1，Δκ_i+1，进行光束法系统平差，根据像片间改正数计算各像片摄影中心平差值，再计算各地面控制点P₁～P_n(n≥4)在像片独立坐标系中的坐标，再把像片坐标系转换为地面坐标系，最后，获得光束法平差后测区物方坐标信息。

Description

一种无人机航拍光束法平差摄影测量方法

一、技术领域

本发明涉及一种无人机航拍光束法平差摄影测量方法，属于摄影测量领域。

二、技术背景

解析空中三角测量指的是用摄影测量解析法确定区域内所有影像的外方位元素。光束法区域网空中三角测量是以一幅影像所组成的一束光线作为平差的基本单元，以中心投影的共线方程作为平差的基础方程。通过各个光线束在空间的旋转和平移，使模型之间公共点的光线实现最佳的交会，并使整个区域最佳地纳入到已知的控制点坐标系统中去。

随着机载POS系统的发展，在用无人机进行航测时，POS系统可以随时记录飞机的飞行姿态以及位置坐标信息，因此可以快捷的获取影像的外方位元素，这为通过摄影测量的方法解算地面未知点坐标带来了方便。

一种无人机航拍光束法平差摄影测量方法相对于以往无人机光束法摄影测量，优势在于，先进行自由网平差，获得照片间改正数，再进行光束法系统平差，其中，建立P₁～P_n(n≥4)地面控制点，使得测量误差降到最低。

三、发明内容

一种无人机航拍光束法平差摄影测量方法，主要步骤是，①已知测区内概况、无人机pos数据以及地面控制点P_n(X_n0，Y_n0，Z_n0)(n＞3)；②进行自由网平差，获得第i+1张像片的同名点相对于第i张像片的同名点外方位元素改正数ΔX⁰ _i+1，i，Δω_i+1，Δκ_i+1；③进行光束法系统平差，根据像片间改正数计算各像片摄影中心平差值，再计算各地面控制点P₁～P_n(n≥4)在像片独立坐标系中的坐标，再把像片坐标系转换为地面坐标系，最后，获得光束法平差后测区物方坐标信息。

进行自由网平差，主要步骤是，对于无人机航拍像片来说，第i张像片外方位元素(X_i，Y_i，Z_i，ω_i,k_i)，第i张像片和第i+1张像片第j个同名像点满足数学模型①

其中，(u_j′，v_j′)，(u_j，v_j)分别是第i+1张、第i张像片对应的同名像点，λ_j′、λ_j分别是第i+1张、第i张像片对应的比例系数；由POS数据可以得出初始值如下，数学模型②数学模型③数学模型④ 为第i+1张像片POS数据外方位元素，为第i张像片POS数据外方位元素，为第i张像片POS数据角量外方位元素组成的旋转矩阵初始值，为第i+1张像片POS数据角量外方位元素组成的旋转矩阵初始值；依据最小二乘法，将POS值代入数学模型①可以获得数学模型⑤

结合数学模型⑥计算得出和以及b₁、b₂、b₃；将改正后的数学模型①进行线性化，可以获得数学模型⑦进而可以获得数学模型⑧进而可以获得数学模型⑨

代入三个同名点数值可以获得数学模型⑩

其中，j代表同名点,和以及b₁、b₂、b₃为之前已知计算结果，u_j，v_j，u_j′，v_j′，f为同名像点坐标，因此，可以获得Δω_i+1，Δκ_i+1等最终改正数。

四、具体实施方式：

(1)已知测区内概况、无人机pos数据以及地面控制点P_n(X_n0，Y_n0，Z_n0)(n＞3)；

(2)进行自由网平差，获得第i+1张像片的同名点相对于第i张像片的同名点外方位元素改正数Δω_i+1，Δκ_i+1；

(3)进行光束法系统平差，根据像片间改正数计算各像片摄影中心平差值，再计算各地面控制点P₁～P_n(n≥4)在像片独立坐标系中的坐标，再把像片坐标系转换为地面坐标系，最后，获得光束法平差后测区物方坐标信息。

Claims (2)

1.一种无人机航拍光束法平差摄影测量方法，其特征是：①已知测区内概况、无人机pos数据以及地面控制点P_n(X_n0，Y_n0，Z_n0)(n＞3)；②进行自由网平差，获得第i+1张像片的同名点相对于第i张像片的同名点外方位元素改正数ΔX⁰ _i+1，i，ΔY⁰ _i+1，i，ΔZ⁰ _i+1，i，Δω_i+1，Δκ_i+1；③进行光束法系统平差，根据像片间改正数计算各像片摄影中心平差值，再计算各地面控制点P₁～P_n(n≥4)在像片独立坐标系中的坐标，再把像片坐标系转换为地面坐标系，最后，获得光束法平差后测区物方坐标信息。

2.如权利要求1所述一种无人机航拍光束法平差摄影测量方法，其特征在于：进行自由网平差，对于无人机航拍像片来说，第i张像片外方位元素(X_i，Y_i，Z_i，ω_i,k_i)，第i张像片和第i+1张像片第j个同名像点满足数学模型①其中，(u_j′，v_j′)，(u_j，v_j)分别是第i+1张、第i张像片对应的同名像点，λ_j′、λ_j分别是第i+1张、第i张像片对应的比例系数；由POS数据可以得出初始值如下，数学模型②数学模型③数学模型④为第i+1张像片POS数据外方位元素，为第i张像片POS数据外方位元素，为第i张像片POS数据角量外方位元素组成的旋转矩阵初始值，为第i+1张像片POS数据角量外方位元素组成的旋转矩阵初始值；依据最小二乘法，将POS值代入数学模型①可以获得数学模型⑤，结合数学模型⑥计算得出和以及b₁、b₂、b₃；将改正后的数学模型①进行线性化，可以获得数学模型⑦进而可以获得数学模型⑧，进而可以获得数学模型⑨，代入三个同名点数值可以获得数学模型⑩

其中，j代表同名点,和以及b₁、b₂、b₃为之前已知计算结果，u_j，v_j，u_j′，v_j′，f为同名像点坐标，因此，可以获得ΔX⁰ _i+1， ⁱ，ΔY⁰ _i+1，i，ΔZ⁰ _i+1，i，Δω_i+1，Δκ_i+1等最终改正数。