基于3S技术的三维数码摄影全站仪系统的研制

摘要

“三维数码摄影全站仪系统”首次将GPS接收机、电子经纬仪、测量型数码相机和个人数字助理(PDA)等硬件设备集成于一体，辅以数据处理中心，形成一种无地面控制模式、科学、快速且低成本获取目标三维、纹理和属性等信息的新型测量系统。它利用近景摄影测量理论、CCD数码相机技术、GPS技术、计算机技术、数字摄影测量技术和GIS技术等，能满足用户的三维可视化、数字化和信息化的需求，在众多领域如数字城市、三维仿真系统、文物古建筑、工业器件测量、交通事故、工程建设等领域有着广泛市场前景。 本文在提出此系统集成的基础上，进行了相关研究，其主要内容如下： 1)首次提出了新的地面摄影测量系统--三维数码摄影全站仪系统。并在此基础上完成了系统的集成。 2)建立了三个试验场，用于确定系统的两个偏移量和确定系统获取数据的稳定性和可靠性，同时探讨了测定两个偏移量的方法。 3)提出了适合本系统的共线方程模型，并建立了可用于本系统的外方位元素求解的共线方程。 4)提出了适合本系统的外业作业模式和数据获取流程。同时探讨了适合本系统的数据处理过程。 5)进行系统获取数据精度的分析。提出了适合于本系统的数据精度的评定方法。 6)对一些领域提出了新的解决方法和思路。如数字城市、事故现场调查等领域，此系统一体化获取大量信息，能够重现三维场景，效率高，更为直观和便于决策。 三维数码摄影全站仪将是传统地面摄影测量作业方式的一次提升，是当前已有数据获取手段的有效补充，填补国内地面(近景)摄影测量领域流程一体化仪器的空白。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1概述

1.2研究背景和意义

1.2.1研究背景

1.2.2研究意义

1.3国内外发展现状

1.3.1“3S”技术发展

1.3.2摄影测量技术的发展

1.3.3近景摄影测量的发展

1.3.4近景摄影测量设备的发展

1.4本文研究目的、内容、方法、结构

1.4.1课题来源

1.4.2研究目的

1.4.3研究内容

1.4.4论文结构安排

第二章三维数码摄影全站仪系统的组成

2.1系统组成概述

2.2 GPS接收机

2.2.1 GPS接收机分类

2.2.2系统的GPS接收机

2.3电子经纬仪

2.4可量测数码相机

2.4.1概述

2.4.2数码相机模型

2.4.3系统的数码相机

2.5个人数字助理(PDA)

第三章系统的原理与方法

3.1系统方案设计

3.2数码相机内外方位元素

3.2.1内外方位元素

3.2.2系统相机内外方位元素

3.3双向测图原理

3.3.1概述

3.3.2空间后方交会与前方交会

3.3.3空间后方交会与前方交会解求目标点坐标

3.4系统的偏移量

3.4.1系统的偏移量与检校

3.4.2共线方程

3.4.3系统的共线方程

3.5 GNSS卫星定位原理

3.5.1基本定位原理

3.5.2 GNSS卫星定位的主要误差来源

3.5.3 GNSS卫星相对定位的原理和方法

3.5.4 GPS技术的最新进展

第四章数据获取

4.1试验场建立

4.1.1试验场一

4.1.2试验场二

4.1.3试验场三

4.2数据获取

4.2.1系统的外业作业方式

4.2.2系统作业的前期准备

4.2.3系统的工作站步骤

第五章数据处理与精度分析

5.1数据处理流程

5.2系统的精度

5.3数据处理结果

5.4误差分析

5.5立面建模示例

第六章结论与展望

6.1主要结论

6.2今后研究重点

致谢

参考文献

个人简历