屈伟军，李志文

徕卡ADS100数字航摄系统无地面控制点空中三角测量精度验证

屈伟军，李志文

(湖南省第二测绘院，湖南长沙410119)

对徕卡ADS100数字航摄系统进行了简要介绍，使用该系统获取了0．2 m分辨率影像，利用CORS基站数据差分解算机载IMU/GPS数据，并在此结果上进行了空中三角测量。空三时采用了较多控制点、少量控制点和无控制点3种方案，结合外业实测点进行了精度检验，3种方案检查点的平面和高程中误差都在0．2 m左右。检验结果表明，使用ADS100航摄影像，利用CORS基站数据差分解算机载IMU/GPS数据，在无地面控制点的情况下，空三加密精度也能达到相关规范要求。

徕卡ADS100;无地面控制点;空中三角测量;精度验证

目前我国基本比例尺地形图的测制主要采用航空摄影测量成图方法，传统的航空摄影测量需要引入大量的地面控制点和复杂的空三加密工序来解算像片外方位元素，成图过程周期长，野外工作量大。徕卡ADS100航摄系统集成了高精度的定位定姿系统( POS)，可以获取摄影瞬间相机精确的空间位置和姿态，以直接用于航测内业的像片定向。本文使用0．2 m分辨率的ADS100航摄影像作为数据源进行了无地面控制点的空中三角测量，并通过外业实测点对空三精度进行了检验，其精度能够满足规范中1∶2000测图的要求。

一、ADS100数字航摄系统简介

ADS100数字航摄系统由瑞士徕卡公司于2013年推出，是世界先进的三线阵推扫式航摄系统，目前国内已有近10家单位采购并投入使用。该系统集成了高精度的POS(包含惯性测量单元IMU和全球定位系统GPS)，采用三线阵CCD扫描，一次飞行可以同时获取前视、下视和后视具有100%三度重叠的影像。

二、试验数据概况

本次试验数据为丘陵地区，摄影面积约1800 km2，航摄平均分辨率为0．18 m，共11条航线，旁向重叠度为30%，飞行方向为南北向。在摄区内均匀布设了46个地面控制点，用于本次试验的控制或检查。

三、数据处理及精度检验

1．机载IMU/GPS数据处理

机载IMU/GPS数据处理使用Inertial Explorer软件，利用湖南省CORS基站数据，采用差分GPS方式对机载IMU/GPS数据进行紧耦合处理，处理结果的位置精度在0．012 m以内，速度偏差在0．003 m/s以内，前后向解算联合偏差在0．10 m以内，处理结果精度可靠。

2．空中三角测量

空中三角测量使用徕卡的XPro软件，自动匹配了一定数量的连接点，连接点匹配中误差为1．8 μm ( ADS100像素大小5 μm，约合1/3像素)，采用了3种不同的控制点布设方案进行区域网平差，平差使用平面投影坐标系统( UTM)和椭球高。试验中3种不同的控制点布设方案如图1所示。

图1 3种控制点布设方案

3．精度检验

本次试验中3种方案均使用了大量的多余控制点进行精度检验。

方案1使用11个控制点和32个检查点，控制点和检查点的中误差及最大值见表1。

方案2使用5个控制点和38个检查点，控制点和检查点的中误差及最大值见表2。

方案3不使用控制点，43个检查点，控制点和 检查点的中误差及最大值见表3。

表1 方案1空三平差结果 m

表2 方案2空三平差结果 m

表3 方案3空三平差结果 m

从以上结果可以看出，3种方案的空三平差结果检查点中误差都在0．2 m左右，远小于空三规范中丘陵地1∶2000比例尺检查点中误差的要求(平面0．7 m、高程0．35 m)。

四、结束语

本次测试基于ADS100航摄影像，采用差分GPS方式处理机载IMU/GPS数据，在稀少地面控制点或无地面控制点的情况下达到了很高的空三加密精度。ADS100航摄系统集成了高精度的POS( IMU精度比其他航摄系统高一个等级)，其同一个视角的影像无须航带内连接，且具有0．8的基高比，能得到很高的高程精度。由测试结果及以上分析可以看出，利用CORS基站数据差分解算机载IMU/GPS数据，得到的外方位元素已纳入到目标坐标系统，使用该外方位元素作为影像的定向数据，在空三加密过程中能够大量减少地面控制点的布设，甚至可以做到无控制点平差，其结果精度相当，都能够满足相应比例尺的测图要求。

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(本专栏由徕卡测量系统和本刊编辑部共同主办)

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