基于DGPS技术的低空摄影测量应用研究

摘要

进入21世纪后，对当代测绘服务提出了更高的要求，快速、精确、直观的测绘服务成为大势所趋，这就使得在传统摄影测量基础上发展而来的低空摄影测量大有所为。但是低空摄影测量的飞行平台大都载重较轻，不具备安装专业云台的条件，其航摄仪获取的影像像幅小、旋偏角大且存在较大的畸变差，使得影像数据的处理难度较大。完全依赖大量地面控制点获取物空间坐标的模式也会极大受限于地面环境。DGPS技术能够得到精度较高的定位，将成熟的DGPS技术应用到低空摄影测量即可行又经济高效，最重要是可以获取高精度的外方位元素，可很好地保证内业数据处理的精度。因此，非常有必要研究基于DGPS技术的低空摄影测量应用。
　　本文基于DGPS技术辅助低空摄影测量，依据低空摄影测量发展的现状，从生产可行性实用性出发，首先介绍了DGPS辅助低空摄影测量的工作原理、数学模型、关键技术和误差来源；其次分析了事后和实时两种不同差分模式在低空摄影测量领域的工作可行性，借助地面基站和GGpos差分解算软件分析了事后DGPS模式的作业精度、优势以及生产中的不足，其缺陷主要体现在这种模式并不能完全摆脱地面控制点的支持，针对事后差分DGPS技术中的缺陷，提出利用实时DGPS模式进行改进，进一步深化DGPS技术辅助低空摄影测量。结合DGPS辅助固定翼无人机系统实例分析事后DGPS辅助模式的精度和效率，以及达到相关标准所需的条件。结合eBee-RTK型无人机系统，研究该实时DGPS辅助模式在完全免除地面控制点的情况下达到的精度和效率。根据两种模式对于实例的条件差异，基于Postflight Terra3D和IPS两种摄影测量工作站将事后DGPS和实时DGPS辅助模式划分为原始、改进和理想三种情况进行效率对比分析；最后，以在地质灾害中的应用为例，分析了实时DGPS辅助低空摄影测量的应用领域及其优势。
　　通过本文的分析研究可得如下结论：事后DGPS辅助低空摄影测量在同等条件下较无DGPS可以减少50％-80%的地面控制点；对两种DGPS模式的对比可知，精度方面事后DGPS模式和实时DGPS模式基本相当，均满足相关国家规范的限差要求。效率方面在实例原始模式下实时DGPS模式并无效率优势，对原始数据处理进行改进并结合实际生产可知实时DGPS模式比常规的事后DGPS缩短了30%的时间，节约大约40%的成本。结合全文的研究分析，实时DGPS辅助低空摄影测量在突发灾害、狭长地带和弱纹理地区将发挥不可替代的作用。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容

1.4 论文结构安排

第二章 DGPS辅助低空摄影测量理论基础

2.1 DGPS测量原理

2.2 DGPS主要误差源及改正模型

2.3 低空摄影测量系统原理

第三章 研究区域概况及数据处理

3.1 研究区域概况

3.2 原始数据获取

3.3 内业数据处理

第四章 DGPS辅助低空摄影测量实例研究

4.1 事后DGPS辅助低空摄影测量实例分析

4.2 实时DGPS辅助低空摄影测量实例分析

4.3 两种DGPS辅助模式对比分析

第五章 实时DGPS辅助低空摄影测量应用研究

5.1 背景介绍

5.2 数据获取

5.3 成果制作

5.4 灾情解译

5.5 应用分析

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 发展展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果

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