IMU DGPS 辅 助航空摄影新技术

IMU/DGPS辅助航空摄影测量综述

李学友

（中国测绘科学研究院，北京 100039）

[摘要] IMU/DGPS辅助航空摄影测量是目前国际上新兴技术，能实现直接获取航摄仪曝光时刻外方位元素数据，使航空摄影测量作业可大量减少或完全免除地面控制点，甚至无需空中三角测量即可测图，从而大大缩短作业周期、提高生产效率、降低成本。本文主要将对IMU/DGPS辅助航空摄影测量的原理、概念、技术流程进行阐述，并简要介绍IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术目前在国内的应用进展情况。

[关键词] 惯性测量单元；差分GPS；IMU/DGPS辅助航空摄影测量

1 引言

进入90年代以来，诞生于军事工业的DGPS（差分GPS）技术与IMU(惯性测量单元)的组合应用使准确地获取航摄仪曝光时刻的外方位元素成为可能，从而实现无（或少）地面控制点，甚至无需空中三角测量工序，即可直接定向测图，从而大大缩短作业周期、提高生产效率、降低成本。国际上有很多机构和公司都将DGPS/IMU组合成的高精度位置与姿态测量系统(简称IMU/DGPS系统)应用于航空摄影项目中。

中国测绘科学研究院于2002年10月在国内首次引进德国IGI公司的AEROcontrol/CCNS4系统，通过一系列的研究开发和实验，实现了IMU/DGPS系统与传统航摄相机的集成，开发了相应软件，总结了IMU/DGPS辅助航空摄影测量的生产和作业流程。本文主要将对IMU/DGPS辅助航空摄影测量的原理、方法、有关术语以及技术流程进行阐述，并简要介绍IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术目前在国内的应用进展情况。

2 IMU/DGPS组合系统姿态测量的原理

应用于航空遥感等领域的导航及姿态测量系统主要有卫星无线电导航系统（如全球定位系统GPS, Global Positioning System）以及惯性导航系统(INS, Inertial Navigation System)。

GPS的基本定位原理是卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。在精密定位应用中主要采用差分GPS定位(DGPS, Differential GPS)技术。

INS姿态测量主要是利用惯性测量单元（IMU, Inertial Measurement Unit）来感测飞机或其他载体的加速度，经过积分等运算，获取载体的速度和姿态（如位置及旋转角度）等信息。

2.1 DGPS精密定位原理

为提高定位精度，在精密定位应用中通常采用差分GPS(DGPS, Differential GPS)技术：将一台（或几台）GPS接收机安置在基准站上，与机载接收机进行同步观测。根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并对机载接收机的定位结果进行改正，从而提高定位精度。在IMU/DGPS辅助航空摄影测量中主要采用载波相位差分GPS技术,该技术可使定位精度达到厘米级，大量应用于动态需要高精度位置的领域。

2.2 IMU姿态测定原理

2.2.1惯性系统位置与姿态测定的基本原理

飞行的速度取决于加速度的大小和作用的时间，即速度是对加速度的积分，可表示为

?+

=k t

t

k

dt

t

a

t

v

t

v

)(

)

(

)

(

(1)

式中速度为v，时间为t，加速度为a,v(t0)为初始时刻载体的运动速度向量(这里为零)。

而飞机的瞬时位置取决于速度的大小和飞行时间，也就是说位置就等于对速度的积分，可写成

?+

=k t

t

k

dt

t

v

t r

t r

)(

)

(

)

(

(2)

式中r(t0)为初始时刻载体的位置向量(这里为零)。

同理，对载体的角度测定也同样如此，角速度变化经积分可得到旋转角度，经微分可得到角加速度变化。

2.2.2 IMU姿态测定的基本原理

惯性系统中负责姿态测定的单元称为IMU（姿态测量单元）。IMU通常由三个加速度计和三个陀螺，数字电路和CPU组成的。陀螺是IMU的核心部件，常用于惯性导航和姿态测定的陀螺有三种，即DTG、RLG以及FOG,其中：

DTG（Dry Tuned Gyros固态调协陀螺）：漂移稳定性0.01-0.05度/h，噪声小，尺

寸小，耐冲击弱。

? RLG （Ring Laser Gyros 环型激光陀螺）：漂移稳定性0.001度/h ，精度最高，但尺寸太大。

? FOG （Fibre Optic Gyros 光纤陀螺）：漂移稳定性0.01-10度/h ，噪声小，尺寸较小，耐冲击。

IMU/DGPS 辅助航空摄影测量中对陀螺的主要需求是：尺寸小、漂移小、比例因子小，噪声特性好等。由于受到尺寸限制，目前在航空摄影测量方面应用最多的是FOG 技术和DTG 技术。

下面以光纤陀螺（FOG ）技术为例说明IMU 如何通过精确测定角速度变化来进行姿态测定的。

光纤陀螺分为干涉型（Interferometirc FOG ）、谐振腔型(Ring Resonator FOG)和布里渊

(Brillouin-FOG)三大类。目前最常用的是IFOG 。

光纤陀螺的基本原理是基于Sagnac 效应的，见图1。从激光器光源发出的光由分束器分为两束，分别耦合进入多匝光纤环的两端，两相反方向的光束经光纤传输后，按原路最终回至探测器处，形成干涉型光纤陀螺。当该光纤环相对于惯性空间静止时，顺逆时针方向的光程L 是相等的。当光纤环以角速度ω旋转时，沿顺、逆时针方向在光纤中传输的两束光产生的光程差为：

ωN c

s

L 4=? （3）

图1 Sagnac 干涉示意图

式中，s 为光路包围的面积，C 为光速，N 为光纤圈数。从式（3）中可以看出，只要测出光程差ΔL ，就可求出该光纤环相对于惯性空间的旋转角速度ω。

同样，陀螺仪测定的角速度变化经积分可得到旋转角度，经微分可得到角加速度变化。

干涉型光纤陀螺由Utah 大学的Vali 和Shorthill 在1976年首先得以证实，在20世纪90年代得到产业化应用，美国Honeywell 和Litton 公司是最主要的两家IFOG 的生产厂家。

2.3 IMU/DGPS 组合系统姿态测量原理

虽然DGPS 系统可量测传感器的位置和速率，具有高精度，误差不随时间积累等优点，但其动态性能差（易失锁）、输出频率低，不能量测瞬间快速的变化，没有姿态量测功能。而IMU 有姿态量测功能，具有完全自主、无信号传播、既能定位、测速，又可快速量测传感器瞬间的移动，输出姿态信息等优点，但主要缺点是误差随着时间迅速积累增长。可以看出DGPS 与IMU 正好是互补的，因此最优化的方法是对两个系统获得的信息进行综合，这样可得到高精度的位置、速率和姿态数据。IMU/DGPS 数据的处理主要是通过卡尔曼滤波来实现的。

3 坐标系统和旋转角

IMU/DGPS 辅助航空摄影测量涉及两个领域，惯性导航及摄影测量。不同领域中的坐标系统和旋转角定义是不同的，下面介绍各坐标系统的定义及相互转换关系。

3.1惯性导航中坐标系和角度定义

惯性导航中常用坐标系包括：载体坐标系统、导航坐标系统以及地固坐标系统。

在捷联配置下，加速度计测量的是载体固定坐标系统（body fixed coordinate system, 以上标b 表示），见图2，其中三轴定义分别为X b

为飞行方向，前向为正，Y b

为飞行方向的交叉方向，机体的右侧为正，Z b

为机体垂直方向，向下为正。

导航坐标系统（navigation coordinate system, 以上标n 表示，也称当地水平坐标系），其中三轴定义分别为X n

为北方向（大地北），Y n

为东方向，Z

n

为铅垂线方向，向下为正。（即北东地系统，在英美国家经常采用，在我国，一般习惯于东北天系统）。

载体坐标系和导航坐标系之间可通过一个坐标变换矩阵来求得。变换矩阵由三个欧拉角Ψ、θ和φ组成，各角度是按照航空标准ARINC 705

[Airlines Electronic Engineering Committe 1982]定义的，航空工程中通常把Ψ、θ和φ称为载体姿态的偏航Raw 、俯仰pitch 和侧滚角roll 。各角度定义参见图3，其中θ为俯仰角（pitch ），即载体坐标系Xb 轴与水平线的夹角，机头朝上为正。φ为侧滚角（roll ），是载体坐标系Yb 轴与水平线的夹角,右翼朝下为正。Ψ为偏航角（Raw ），是在水平面内，载体坐标系Xb 轴与北方向之间的夹角，右偏为正。

Roll 、Pitch 、Yaw 角可以用来将载体坐标系下的矢量转换成导航坐标系，反之亦然。转换矩阵通过三个连续旋转来计算的，旋转的次序是：首先绕

x轴旋转Roll角，其次绕y轴旋转Pitch角，再次绕Z轴旋转Yaw角。

图2 载体坐标系示意图

图3 导航坐标系及旋转角定义

图4 地心地固坐标系与导航坐标系等关系示意图导航坐标系统是与当地水平相关的并且是指北方向的。在飞机巡航时，坐标系统并不是固定的，是随飞机的速度方向变化的，图4表示了飞机巡航速度，地球自传速度ΩE，导航坐标系统以及地心地固坐标系统（ECEF,用e来表示）的关系。

3.2摄影测量中坐标系和角度定义

在惯性导航中经常采用的载体坐标系统（用

b-System表示）与摄影测量中的影像（或像片）坐标系统（用B-System表示）非常类似。影像坐标系统是通过相机的框标或CCD传感器来定义的。相对应导航系统（用n-system表示），在摄影测量中采用的类似地固坐标系的物方坐标系统（用E-system表示）。同时，摄影测量系统中同样定义了旋转角度?, ω, κ，来表示两个坐标系统间的转角，转角的转动顺序在不同的摄影测量成图系统中不同。图5中对在摄影测量中经常采用的像方坐标系（用B上标表示）以及物方坐标系（用E上标表示）进行各坐标轴的定义以及旋转角系统?, ω, κ的定义。

图5 摄影测量坐标系及角度定义

不同的摄影测量光束法平差系统中旋转角的转换顺序均有不同的定义，主要有两种，一种是?, ω, κ系统,即先转?，然后ω，最后κ（类似于斯图加特大学编写的PATB）；一种κ, ω, ?系统,即先转κ，然后ω，最后?（类似于汉诺威大学开发的BLUH）。其他平差系统的转角系统基本参照这两种转换顺序。

3.3摄影测量与惯性导航中姿态角的转换

将惯性导航坐标系统统测量的姿态角(φ, θ, ψ)转换成摄影测量的姿态角(?, ω, κ)必须考虑不同的坐

标系统定义和旋转角度的定义。除考虑最终成图的坐标系统外，还需在摄影测量坐标系统中考虑地球曲率影响以及子午线偏差的影响。因此推荐将空间笛卡儿切平面坐标系统作为物方坐标系统。该坐标系统的原点应与影像区域网的中心相一致。

因此，在摄影测量中进行直接地理定位的话，必须首先从惯性测量系统测得的投影中心和姿态角度(φ, θ, ψ)换算到在物方坐标系（E-system）下的像

方坐标系（B-system）的转换矩阵值，进而求出用于摄影测量直接安置定向的Phi,Omega和Kappa （?, ω, κ）角。

3.4 偏心角

IMU一般与航摄仪紧密固联，安装时尽量保证各轴精确平行，但实际上安装后总存在着IMU与航摄仪的各轴指向间有一个微小的角度差,即偏心角（Misalignment），分解为3个方向的角度偏差，分别为e x，e y，e z，见图6，图中b*系统为相机坐标系统，b 系统为IMU导航载体坐标系统。偏心角在实际应用中必须检定，并在各种转换中考虑进去该值，尤其在直接定向(DG)等高精度应用中尤为重要。

图6 偏心角定义

一般地，IMU固定在航摄仪上，所以偏心角一般保持不变。但因为无法采用常规的几何方法来量取这个偏心角，通常采用飞行检校场的方法来确定偏心角。即在一个有精度较高足够数量控制点的试验区进行检校飞行，采用空三方法计算出每张像片的外方位元素，含投影中心的位置和姿态( ?, ω, κ)角。然后通过与IMU测量获得的位置和姿态数据(φ, θ, ψ)进行计算来求得偏心角的最佳估计。

4 IMU/DGPS系统构成及应用

4.1系统构成

一套完整的IMU/DGPS系统硬件主要包括：IMU、机载双频GPS接收机及高性能机载GPS天线、地面GPS接收机、机载计算机以及存储设备。软件包括DGPS数据差分处理软件、GPS/IMU滤波处理软件以及检校计算软件。

目前国际上常用于航空摄影测量的IMU/DGPS

系统主要有两种，即德国IGI公司的AEROControl以及加拿大Applanix公司的POS/AV系统。上述两个厂家的设备的性能基本相当。

4.2 IMU/DGPS系统应用

IMU/DGPS系统可以与多种传感器（如光学航摄仪、高光谱仪、数字航摄仪、LIDAR以及SAR）相联，实现直接传感器定向或辅助定向测量。其中线阵推扫式数字航摄仪（如徕卡公司的ADS40）以及LIDAR（机载激光三维扫描系统）中必须包含

IMU/DGPS系统。5 IMU/DGPS辅助航空摄影测量定义及方法

IMU/DGPS辅助航空摄影测量是指利用装在飞

机上的GPS接收机和设在地面上的一个或多个基站上的GPS接收机同步而连续地观测GPS卫星信号，通过GPS载波相位测量差分定位技术获取航摄仪的位

置参数，应用与航摄仪紧密固连的高精度惯性测量单元（IMU）直接测定航摄仪的姿态参数，通过IMU、DGPS数据的联合后处理技术获得测图所需的每张

像片高精度外方位元素的航空摄影测量理论、技术和方法。

IMU/DGPS辅助航空摄影测量方法主要包括：直接定向法和IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。

5.1直接定向法

利用高精度差分GPS和惯性测量单元（IMU）, 在航空摄影的同时获得差分GPS数据和姿态数据，通过事后GPS差分处理及姿态测量数据处理，获取摄影时刻航摄仪精确位置坐标和姿态，通过对系统误差的校正，进而得到每张像片的高精度外方位元素。这种方法称直接定向法(国际上称Direct Georeferencing, 简称DG)。

5.2 IMU/DGPS辅助空中三角测量方法

将基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的

外方位元素，作为带权观测值参与摄影测量区域网平差，获得更高精度的像片外方位元素成果。这种方法即IMU/DGPS辅助空中三角测量方法（国际上称Integrated Sensor Orientation，简称ISO）。

6 IMU/DGPS辅助航空摄影测量项目的实施

图７IMU/DGPS辅助航空摄影测量工序流程图图7为IMU/DGPS辅助航空摄影测量工序流程图。图中白色框内表示该技术与传统航测相同的工序，绿色框内为该技术新增工序。可见采用该技术进行航测成图，主要需完成如下工作：

1)航摄准备：包括资料搜集、航摄设计、航摄方法选择、调机及空域协调、系统安装测试、现场踏

勘（视摄区情况及采用的航摄方案决定是否布设对空地标点）、DGPS基站建立及坐标测量、检校场像片控制点布设及坐标测量以及可能需要的对空地标点测量等工作。

2)航空摄影：包括摄区空中摄影和检校场摄影、机载GPS数据记录、机载IMU数据记录、地面DGPS 基站同步观测、摄影处理、摄影成果整理、质量检查等工作。

3)IMU/DGPS数据后处理：包括检校场航片扫描、检校场空三解算、IMU/DGPS数据处理、偏心角系统误差改正、以及每张像片外方位元素计算，提交数据成果及资料等工作。

4)内业测图：根据测区情况及设计方案，进行内业测图，如选用直接定向法(DG)，可应用每张相片的外方位元素成果直接安置建立立体模型进行测图；或者采用IMU/DGPS辅助空三方法(ISO)，在每个加密分区加测一定数量的控制点(一般4-6个), 将基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外

方位元素，作为带权观测值参与摄影测量区域网平差，获得更高精度的像片外方位元素成果，然后定向测图。对于小比例尺航测成图,可参考如下规则：

●1:50000比例尺航测成图时，可采用DG法或

ISO法。

●在山地和高山地以及特殊困难地区（大面积

的森林、沙漠、戈壁、沼泽、沿海滩涂等）

进行1:10000比例尺航测成图时，可采用DG法

或ISO法。

●在平地和丘陵地进行1:10000比例尺航测成图

时，可采用ISO法。

7 国内应用进展及展望

从2002年中国测绘科学研究院在国内首次进行IMU/DGPS辅助航空摄影测量生产实验以来，已经有多家单位相继引进了近10套IMU/DGPS系统，应用到航空摄影测量及航空遥感实验及规模化生产中。其中规模化生产项目包括3个国家基础航摄项目--锡林浩特（一）（二）摄区以及大兴安岭摄区近21万平方公里面积的航摄；秦始皇陵考古项目中与高光谱仪集成，为两个架次(日航和夜航)高光谱数据提供每个扫描行外方位元素。在经过了两年多的科研和生产实践后，2005年初国家测绘局颁布了《1:10000、1：50000比例尺地形图IMU/DGPS辅助航空摄影技术规定（试行）》。在2005年，该技术将得到广泛应用，目前已经有南京1：1000比例尺数字正射影象图生产，古尔班通、鄂尔多斯、安图、和田、三江源东摄区等国家基础航摄项目正在（或计划）采用

IMU/DGPS辅助航空摄影。

8 结语

随着DGPS技术和IMU数据处理技术的不断提

高以及相关技术流程和规范的完善，这种可大大减少地面控制点、缩短成图周期、节省成图费用的IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术必将大规模地应

用到航空遥感的各个领域中。在西部无人区，由于人员难以涉足，无法进行像控测量，目前尚有约200平方公里的1：5万地形图空白区。采用IMU/DGPS

辅助航测成图等无（或少）地面控制的方法将在西部1：5万地形图空白区航测成图中发挥巨大的作用。

参考文献

[1]Mostafa M. (2001): History of inertial navigation systems in survey applications, PE&RS (67) 12, pp. 1225-1227.

[2]M. B?umker and F.J. Heimes(2001). New calibration and computing method for direct georeferencing of image and scanner data using the position and angular data of an hybrid inertial navigation system, OEEPE-Workshop Integrated Sensor Orientation, Hannover, Germany

[3]Li Xueyou, et al，First Experience of IMU/DGPS Supported Photogrammetry in China, Proceedings of XXth ISPRS V olume II, p.870-875, 2004.7

[4]董绪荣，等. GPS/INS组合导航定位及其应用国防科技大学出版社，1998

[5]葛升民杨五强，现代惯性导航技术及其应用，导航，2000（3）：7－27

作者简介：李学友(1974- )，男，副研究员，在职博士研究生，主要从事航空遥感新技术体系的开发和研究工作。主要研究方向：IMU/DGPS辅助航空摄影测量、数字航空摄影测量等。

Principle and Application of IMU/DGPS-based Photogrammetry

Abstract: As a promising and developing technology, IMU/DGPS-based photogrammetry can directly measure the exterior orientation elements, then produce maps with less GCPs or even without GCPs and without Aerial Triangulation(AT). It will reduce the cost, improve producing efficiency and save time. The principle, concept and technical process of IMU/DGPS-based photogrammetry are presented in this article, and the development and application of the technology in China are also briefly described.

Key words: Inertial Measurement Unit; Differential GPS; IMU/DGPS-based Photogrammetry

Li Xue-you, (Chinese Academy of Surveying and Mapping, 100039 Beijing, China)

无人机航空摄影正射影像及地形图制作项目技术方案设计

无人机大比例尺地形图航空摄影、正射影像制作项目技术方案

1、概述 根据项目需求对项目区进行彩色数码航空摄影，获取真彩数码航片，并制作正射影像及地形图。 1.1作业范围 呼伦贝尔市北部区域约400平方公里。如下图：

飞行区域（红色） 1.2作业内容 对甲方指定的范围进行1:2000航空摄影，获取高分辨率的彩色影像。 1.3行政隶属 任务区范围隶属于呼伦贝尔市。 1.4作业区自然地理概况和已有资料情况 1.5 作业区自然地理概况 （1）地理位置 呼伦贝尔市地处东经115°31′～126°04′、北纬47°05′～53°20′。东西630公里、南北700公里，总面积26.2万平方公里[2] ，占自治区面积的21.4%，相当于山东省与江苏省两省面积之和。南部与兴安盟相连，东部以嫩江为界与黑龙江省大兴安岭地区为邻，北和西北部以额尔古纳河为界与俄罗斯接壤，西和西南部同蒙古国交界。边境线总长1733.32公里，其中中俄边界1051.08公里，中蒙边界682.24公里。 （2）地形概况 呼伦贝尔市西部位于内蒙古高原东北部，北部与南部被大兴安岭南北直贯境内。东部为大兴安岭东麓，东北平原——松嫩平原边缘。地形总体特点为：西高东低。地势分布呈由西到东地势缓慢过渡。 （3）气候状况 呼伦贝尔地处温带北部，大陆性气候显著。以根河与额尔古纳河交汇处为北起点，向南大致沿120°E经线划界：以西为中温带大陆性草原气候；以东的大兴安岭山区为中温带季风性混交林气候，低山丘陵和平原地区为中温带季风性森林草原气候，“乌玛-奇乾-根河-图里河-新帐房-加格达奇-125°E蒙黑界”以北属于寒温带季风性针叶林气候。 1.6已有资料情况 甲方提供的航飞范围。 2、作业依据 （1）《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T 18314-2009； （2）全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》CH/T2009-2010； （3）《低空数字航空摄影规范》CH/Z3005-2010； （4）《低空数字航空摄影测量外业规范》CH/Z3004-2010；

航空摄影技术标准

1、航空摄影技术规范 （1）《全球定位系统（GPS）辅助航空摄影技术规定》 （2）GB/T 18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》 （3）全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》（CH/T2009-2010）（4）《国家基础航空摄影补充技术规定》 （5）GB 12898-2009《国家三、四等水准测量规范》 （6）GB/T 19294-2003《航空摄影技术设计规范》 （7）《低空数字航空摄影规范》（CH/Z3005-2010） （8）《低空数字航空摄影测量外业规范》（CH/Z3004-2010） （9）MH/T 1005-1996《摄影测量航空摄影仪技术要求》，中国民用航空总局（10）MH/T 1006-1996《航空摄影仪检测规范》，中国民用航空总局 （11）GB/T 16176-1996《航空摄影产品的注记与包装》 （12）《国家基础航空摄影补充技术规定》，国家测绘局 （13）GB 15967-1995《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》 （14）GB/T 6962-2005《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影规范》（15）GB 7931-2008《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量外业规范》 （16）GB 7930-2008《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量内业规范》 （17）GB/T 20257.1-2007《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图图式》 （18）GB 14804-93《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图要素分类与代码》（19）GB/T23236-2009《数字航空摄影测量空中三角测量规范》 （20）GB/T 18326-2001《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》 （21）CH 1002-1995《测绘产品检查验收规定》 （22）CH 1003-1995《测绘产品质量评定标准》 （23）国测国字【1997】20《测绘生产质量管理规定》 （24）GB/T 18316-2008《数字测绘成果质量检查与验收》 （25）GB/T24356-2009《测绘成果质量检查与验收》

航空摄影测量技术设计书

1 前言 1.1主要工作内容 （1）获取增城市市域范围内约1650平方公里真彩数码航片。 （2）沿增从高速、北三环高速和广河高速公路测绘面积约216平方公里1：2000数字线划图（DLG）。 （3）中心城区62平方公里1：2000数字线划图（DLG）修测。 （4）广汕路以北第一期测绘302平方公里1：2000数字线划图（DLG）。 （5）广汕路以北第二期测绘498平方公里1：2000数字线划图（DLG）。 （6）广汕路以南650平方公里数字正射影像图（DOM）生产。 1.2 技术依据 表1 技术依据

1.3 测区概况 增城市地理位置十分优越。位于珠江三角洲东北部。因地处连接香港、深圳、广州三个大都市的中部，被称之为“黄金走廊”。 全市地形北高南低，北部山地面积约占全市面积的8.3%；丘陵主要分布在中部，约占全市面积的35.1%，低丘和台地集中在中南部，约占全市面积的23.2％；南部是广阔而典型的三角洲平原，加上河谷平原，约占全市面积的33.4%。航摄范围以行政境界为基础采用满图幅方式进行外扩设计。 1.4 气候状况 增城市气候温和，土地肥沃，风调雨顺，全年平均气温为22.2度，年降雨量1869mm。 4～9月为雨季，占年降雨量的85％，10～3月为干季，占雨量的15％。受地形影响，降雨量北多南少；北部正果最多年降雨量3049.1mm，南部石滩最少年降雨量只有877mm。夏季常有台风侵入，年平均2次，最多年达7次，也有无台风的年份，风力最大可达11级，对南部地区影响较大。

图1 增城市航摄范围示意图1.5 飞行平台、航摄仪及摄影基地 飞行平台：运5 航摄仪：SWDC-4 机场：广州白云机场

IMU-DGPS辅助航空摄影技术规定(试行)

1:10000、1:50000 地形图IMU/DGPS 辅助航空摄影技术规定 （试行） 国家测绘局 2004 年12 月

前言 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语 (1) 4 航摄系统 (3) 5 航摄设计 (5) 6 航摄飞行 (9) 7 数据处理 (11) 8 上交成果 (13) 附录A（规范性附录）偏心分量测定表 (16) 附录B（规范性附录）航摄飞行IMU/DGPS 记录表 (17) 附录C（规范性附录）IMU/DGPS 辅助航摄飞行数据预处理结果分析表 (18) 附录D（规范性附录）基站同步观测情况记录单 (19)

摄影测量的原理就是摄影光束相交得到地面点的点位。确定投影光束（像片）的姿态需要有三个线元素和三个角元素（合称外方位元素）。传统航测成图的方法利用地面控制点并通过空三加密反求光束的外方位元素，该方法严重依赖地面控制点。在测区无法涉足（如中国西南部一些地区）或找不到合适的地面控制点（如沙漠、戈壁、森林及大草原）的地区，该成图方法受到了严重限制。同时，传统航空摄影测量中像控测量的工作量和费用占很大的比重。因此直接获取投影光束（像片）的外方位元素，无需大量的野外控制测量，一直是摄影测量工作者孜孜以求的目标。自80 年代后期，GPS（全球定位系统）应用于航空摄影测量后，GPS 辅助空三方法可直接测量出投影光束的三个线元素，通过空三的方法进而获取角元素，部分实现了直接获取。而开始于90 年代，成熟于2000 年左右的IMU/DGPS（惯性测量单元/差分GPS）技术辅助航测成图方法可直接获取三个线元素和三个角元素，实现了航空摄影后直接进入内业成图工序。从航摄像片直接测定地面点的坐标是摄影测量发展的一大趋势。 为适应航空摄影测量技术的发展、满足国家基础测绘生产中制作和更新1:10000 与1:50000 地形图对航摄资料的要求，依据有关航空摄影、航空摄影测量内、外业等规范和规定，并充分考虑基于IMU/DGPS 技术进行航空摄影的特点与要求，制定本规定。 本规定的制定尽可能考虑了目前IMU/DGPS 辅助航空摄影测量的发展水平和国内有关基础 设施和技术的情况，在现阶段可以采用本规定。随着技术的不断发展和提高以及基础设施的完善，待条件成熟，将对本规定进一步修订和完善。 本规定附录A、B、C、D 为规范性附录。 本规定由国家测绘局提出。 本规定由国家测绘局国土测绘司归口。 本规定由中国测绘科学研究院负责起草。 国家测绘局测绘标准化研究所参与了讨论和格式修改工作。 本规定主要起草人： 李学友、李英成、朱武、曾云、郭童英、薛艳丽。

高速公路1比2000地形图与控制测量技术设计书

高速公路1比2000地形图及控制测量技 术设计书 1.国家测绘局CH/Z 3003-2010《低空数字航空摄影测量内业规范》 2.国家测绘局CH/Z 3004-2010《低空数字航空摄影测量外业规范》 3.国家技术监督局 GB 12898-09《国家三、四等水准测量规范》 4.国家技术监督局 GB/T 7929-1995《1:500～1:2000地形图图式》 5.交通部JTG C10-2007《公路勘测规范》 6.交通部JTG/T C10-2007《公路勘测细则》 当规范、图式与本技术设计书要求有矛盾时，以本技术设计书为准。 2.2坐标系统与成图规格 1.平面系统:本项目采用1980西安坐标系，中央子午线为120°00′ 2.高程系统:1985国家高程基准 3.基本成图格式:分段提供测区总拼图(dwg格式) 4.成图比例尺:1:2000 5.基本等高距:1米 6.图上高程注记点的密度:图上每平方分米注记点不得少于15个，高程注至0.1米 7.电子图X坐标按7位整数、Y坐标按6位整数输入，小数部分全部为三位。 .3主要技术要求 1.测图范围 路线长度为52公里左右(含正线38公里及比较线约14公里),一般路线带宽为600米(以设计线为中线每侧300米),互通范围扩大并包含连接线范围,淮盐高速范围长度为4公里,宽度约200米(以淮盐高速为中心两侧各100米)。具体范围详见提供的1：1万

地形图测图区域线。 2.控制测量精度要求 四等GPS测量：相对起算点的点位中误差不得大于±5cm,最弱相邻点相对点位中误差不得大于±3cm； 一级GPS测量：相对四等GPS点的点位中误差不得大于±5cm,最弱相邻点相对点位中误差不得大于±3cm； 四等水准测量：每公里测量全中误差不得大于±10mm,最弱点高程中误差不得大于±25mm。附合水准路线长度≤25km,控制网节点间长度≤17km。 由于该项目与在建234省道相交，所以平面及高程均应与234省道控制成果进行联测，平面及高程联测数量宜在3个以上。 3.地形图精度要求 图上地物点相对于最近野外平面控制点的位置中误差≤±0.6mm ，邻近地物点间距中误差≤±0.5mm。 高程注记点相对于最近野外控制点的高程中误差:平地≤±0.27m，丘陵地≤± 0.40m。等高线高程中误差:平地≤±0.33m，丘陵地≤±0.50m。 树木稠密的隐蔽地区,上述2条的限差放宽0.5倍。 3、设计方案 3.1技术途径 沿设计的公路中心线进行航空摄影，航摄比例尺为1: 20000左右；沿中心线两侧交叉布设四等、一级GPS点，在此控制网的基础上联测像片控制点，像片控制点按单航线网布设；航线网空三加密；航测数字化测图；DTM制作；外业补测、补调；内业编辑成图；资料整理提交；过程检查、最终检查贯穿于各个工序。 3.2作业流程图

GPS辅助航空摄影测量技术规定

×× ××××—×××× I CH ICS 中华人民共和国测绘行业标准 CH ××××—×××× 全球定位系统（GPS ）辅助航空摄影 技术规定 Specifications for GPS-Supported Aerial Photography (送审稿) 20××-××-××发布 20××-××-××实施 国家测绘局发布

×× ××××—×××× II 目 次 前 言 (1) 1 范围 (2) 2 规范性引用文件 (2) 3 术语和定义 (2) 4 工序流程 (3) 5 航摄系统 (4) 6 航摄设计 (5) 7 航摄飞行 (8) 8 地面控制网观测 (11) 9 水准联测 (14) 10 地面控制网数据处理 (15) 11 机载GPS数据处理 (16) 12 精度检测 (17) 13 成果整理及汇交 (18) 附 录 A （标准的附录） GPS观测数据文件名命名规则 (22) 附 录 B （标准的附录）点之记 (23) 附 录 C （标准的附录） GPS野外观测手簿 (25) 附 录 D （标准的附录）机载GPS天线偏心分量测定表 (30) 附 录 E （标准的附录） GPS辅助航摄飞行数据预处理结果分析表 (31) 附 录 F （标准的附录） GPS航摄飞行记录单 (32) 附 录 G （标准的附录）摄区测站信息表 (33) 附 录 H （标准的附录）角点布设 (34) 附 录 I （标准的附录） GPS数据处理检查手簿 (35)

×× ××××—×××× 前 言 本规定是为满足我国现阶段和今后一定时期内所采用和将采用的GPS航空摄影测量技术而制定的。 本规定内容涉及GPS辅助航空摄影时的各种要求，包括GPS数据的采集、检核、计算、保存以及成果资料的提交。 本规定的附录A－I为规范性附录。 本规定参考国家测绘局测绘标准化研究所和武汉大学共同起草的《GPS辅助航空摄影规范》（报批稿）并结合近年来的生产实践制定完成。 本规定由国家测绘局提出并归口。 本规定由国家基础地理信息中心负责起草。 本规定主要起草人：袁修孝、廖安平、朱武、武军郦、王瑞幺。 1

航空摄影测量知识点概述

4D产品、航空摄影测量知识点 航摄准备：摄区基本情况分析、确定航摄设计用图、航摄空域申请、《航空摄影技术设计书》航摄设计：摄影比例尺的确定、 航摄分区的划分（a)分区界线应与图廓线相一致；b)分区内的地形高差不得大于四分之一航高（以分区的平均高度平面为基准面的航高)。c)在地形高差许可且能够确保航线的直线性的情况下，航摄分区的跨度应尽量划大，同时分区划分还应考虑用户提出的加密方法和布点方案的要求；e)当地面高差突变，地形特征差别显著或有特殊要求时，可以破图幅划分航摄分区。）、基准面高度的确定、航线的敷设、航摄基本参数的计算、航摄季节和时间的选择、航摄仪的选择与检定、航摄胶片的选择与测定； 空中摄影：设备的检测发、航摄试片、航空摄影、填写飞行日志； 摄影处理：配置冲洗药液、胶片冲洗、像片印制； 质量检查：像片重叠度、像片倾斜角、像片旋偏角、航线弯曲度、摄站航高差、航摄漏洞、航线偏差、影像质量； 成果提交： 1）航摄分区略图 2）航片索引图 3）航摄底片、像片 4）航摄仪检定表 5）航摄底片压平质量检测数据表6）航摄底片密度抽样测定数据表7）航摄飞行报告 8）附属仪器记录数据9）成果质量检查报告10）技术总结 11）航摄资料移交书12）合同规定的其他资料 摄影测量的主要任务之一：把地面按中心投影规律获取的摄影比例尺航摄像片转换成以测图比例尺表示的正射投影地形图

解析空中三角测量案例 空中三角测量的精度指标主要指定向误差和控制点残差：框标坐标残差绝对值一般不大于0.010mm，最大不超过0.015mm。扫描数字化航摄影像连接点上下视差中误差为 0.01mm（1/2像素），数码航摄仪获取的影像连接点上下视差中误差为1/3像素。 1、资料准备：像片索引图、数字/数字化航摄影像、航摄仪检定书、飞行记录资料、 区内现有小比例尺地形图、区域网像控点刺点片、区域网像控点联测成果。 2、像控点的转刺：航摄像片上平面点和平高点的刺孔偏离误差，不得大于像片上的0.1 毫米，高程点如选在明显目标点上，则要求相同，像控点的刺孔要小，刺孔直径最大不得超过0. 2毫米 3、像控点的选点观测：像片控制点的一般应满足下列条件: a)像片控制点的目标影像应清晰，易于判读；目标条件与其他像片条件矛盾时应着 重考虑目标条件；b)布设的控制点应能公用；c)控制点距像片边缘不应小于1cm (18cm X 18cm像幅)或1. 5cm (23cm X23cm)，综合法成图的控制点距航向边缘不应小于上述规定的1/2；d控制点距像片的各类标志应大于1mm； 4、定向：定向点残余上下视差、同一航带模型连接差。 5、网平差计算：平差计算、精度检查 6、分区接边：同比例尺、同地形类别、同比例尺、不同地形类别、不同比例尺 7、检查：像控点成果使用正确性检查、航摄仪检定参数与航摄参数、各项平差计算 的精度、提交成果的完整性 8、整理与提交：起算数据文件、像点坐标原始观测值文件、平差结果文件、影像外 方位元素文件、精度评定文件、测区加密分区图、区域网略图、成果检查与技术总结报告。

GPS辅助航空摄影技术规定(试行)

GPS辅助航空摄影技术规定 （试行） 国家测绘局 2004年12月

目次 前言 1 范围 (1) 2 引用标准 (1) 3 定义 (1) 4 航摄系统 (2) 5 航摄设计 (4) 6 基准站测量 (4) 7 航摄飞行 (5) 8 GPS数据检核、预处理及保存 (6) 9 航摄资料提交 (7) 附录A（提示的附录）机载GPS天线偏心分量测定结果 (9) 附录B（提示的附录）GPS接收机检测方法 (11) 附录C（标准的附录）像片控制点布设 (12) 附件《GPS辅助空三测量技术要求》

前言 本规定是根据GB/T1.3--1997《标准化工作导则第1单元：标准的起草与表述规则第一部分：标准编写的基本规定》进行编写的。 本规定是为满足我国现阶段和今后一定时期内所采用和将采用的GPS航空摄影测量技术而制定的。 本规定内容涉及GPS辅助航空摄影时的各种要求，GPS数据的采集、检核、计算、保存以及成果资料的提交。 本规定由国家测绘局提出。 本规定由国家测绘局归口。 本规定以国家测绘局测绘规定化研究所和武汉大学共同编写的《GPS辅助航空摄影规范》（报批稿）为依据，并结合近年来的生产实践。

1 范围 本规范规定了1:5000、1:10000、1:25000、1:50000、1:100000地形图航空摄影测量中采用GPS辅助空中三角测量时对航摄系统，航摄设计，航摄飞行，GPS数据采集、检核、摄站坐标计算及保存，联合平差所需控制点的布设以及成果资料提交的要求。 本规范适用于1:5000、1:10000、1:25000、1:50000、1:100000地形图航空摄影测量中采用GPS辅助空中三角测量时而进行的航摄像片和GPS数据获取作业。 2 引用标准 下列规定所包含的条文，通过在本规定中引用而构成为本规定的条文。本规定出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本规定的各方应探讨、使用下列标准最新版本的可能性。 GB 6962—1986 1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影规范 GB/T 15661—1995 1:5000、1:10000、1:25000、1:50000、1:100000地形图航空摄影规范GB/T 13990—1992 1:5000、1:10000地形图航空摄影测量内业规范 GB/T 13977—1992 1:5000、1:10000地形图航空摄影测量外业规范 GB/T 12340—1990 1:25000、1:50000、1:100000地形图航空摄影测量内业规范 GB/T 12341—1990 1:25000、1:50000、1:100000地形图航空摄影测量外业规范 GB/T 18314—2001 全球定位系统（GPS）测量规范 3 定义 3.1 GPS辅助空中三角测量 利用安装于飞机上与航摄仪相连接的和设在地面一个或多个基准站上的至少两台GPS接收机同步而连续地观测GPS卫星信号、同时获取航空摄影瞬间航摄仪快门开启脉冲，经过GPS载波相位测量差分定位技术的离线数据后处理获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标，然后将其视为附加观测值引入摄影测量区域网平差中，以取代地面控制，经采用统一的数学模型和算法来整体确定目标点位和像片方位元素，并对其质量进行评定的理论、技术和方法。 GPS辅助空中三角测量的目的在于满足现行航空摄影测量作业规范精度要求的前提下，尽可能地减少常规空中三角测量必需的地面控制点，甚至完全免除野外实地测量像片控制点工作，从而缩短航测成图周期、降低生产成本、提高生产效率。 3.2 偏心分量 当航摄仪处于理想状态时（?=ω=κ=0?），机载GPS天线相位中心在像空间坐标系中的位置（u, v, w)（参见附录B，如图所示）。 3.3 GPS摄站坐标

案例-测绘航空摄影

2017年注册测绘师考试知识点整理：测绘案例分析--测绘航空摄影 测绘案例分析--测绘航空摄影 第1节 7.1 知识要点 知识点一、航摄空域申请[掌握]:航摄空域申请主要包括以下两方面工作内容： (1)航摄计划制订。 根据航摄范围，编制航摄范围略图，航摄范围略图中应详细标注航摄范围线上所有经纬度坐标，并制订出完成该航摄计划所需要的时间计划。 (2)航摄空域申请。 由航摄项目所在的地方政府出具《航空摄影空域申请报告》，申请报告包括航摄范围和航摄所需要的时间计划等内容。航摄范围略图作为《航空摄影空域申请报告》的必要附件一并报送航摄区域所属的大军区司令部。应获得大军区司令部同意使用该空域的批复和大军区司令部下属空军司令部同意使用该空域的批复两份文件。 知识点二、编写航空摄影技术设计书[掌握]:航空摄影技术设计书包括任务来源、摄区概况、主要技术依据、技术设计、实施方案、质量控制与保障、成果整理与包装、提交成果资料等内容。 知识点三、机型选择[了解]:机型选择 知识点四、航摄仪选用[了解]:航摄仪选用 知识点五、航摄仪检定[了解]:航摄仪检定应由具有相应资历的法定检验单位进行。根据每台航摄仪的稳定状况，凡有下列情况之一者应进行检定。 (1)距前次检定时间超过2年。 (2)快门曝光次数超过20000次。 (3)经过大修或主要部件更换以后。 (4)在使用或运输过程中产生剧烈震动以后。 航摄仪检定项目如下： (1)检定主距。 (2)径向畸变差。 (3)最佳对称主点坐标。 (4)自准直主点坐标。 (5)ccd面阵坏点。 知识点六、航摄季节和航摄时间的选择[了解]:(1)航摄季节应选择本摄区最有利的气象条件，

航空摄影测量的技术流程汇总

嘉鱼市国土资源局航空摄影测量及DEM、DOM、DLG生产项目 技术文件 [航空摄影部分] 武大吉奥信息技术有限公司 2009年10月

目录 1 航摄技术文件 (3) 1.1技术说明 (3) 1.1.1 含惯导的ADS40技术路线 (3) 1.1.2 不含惯导的DMC技术路线 (5) 1.1.3 传统彩色胶片相机技术路线 (6) 1.1.4 作业流程 (7) 1.2技术方案 (8) 1.2.1 主要工作内容 (8) 1.2.2 技术依据 (8) 1.2.3 测区概况 (9) 1.2.4 成图规格 (11) 1.2.5 航空摄影 (12)

1航摄技术文件 1.1技术说明 1.1.1含惯导的ADS40技术路线 ADS40是由全球著名的摄影测量公司徕卡公司开发的线阵列推扫式摄影系统，它高度集成了高精度全球定位系统（GPS）和惯性测量单元（IMU），其中高精度全球定位系统与地面基站GPS或精密星历数据联合解算后能够以2HZ频率提供高精度绝对坐标，具有长时低频高精度特点；惯性测量单元能够以200HZ频率记录航摄仪相对位置和高精度姿态数据，具有短时高频高精度的特点，两者紧密集成能够有效补偿彼此的系统误差，利用ADS40进行航空摄影，可以为每条扫描线产生准确的外方位元素。而利用摄影测量技术成图的关键技术是如何获取精确的影像外方位元素以恢复摄影时的立体状态，使用ADS40航摄系统进行航摄，一方面可以直接获取高清晰、高品质、高分辨率、多光谱数字航摄影像，另一方面能够获取每一条扫描影像的外方位元素，这样在影像后处理过程中只需结合精密卫星星历或GPS同步观测数据就能够得到准确的外方位元素，从而恢复整条航带摄影时的立体构像；空三加密处理时只需要在加密分区四角和中心加测像片控制点就可以保证影像空三加密精度，大大减少外业像控点数量，同时ADS40基高比较大，高程量测精度高，也可以成倍地减少外业高程控制点测量工作，有效缩短成图周期。4 采用ADS40实施航摄的总体技术步骤包括资料收集和空域申请、POS 辅助航空摄影、像片控制测量、航摄内业四个部分。 首先，根据合同要求收集测区必要的控制，地形图分幅图名，市行政划

2021年倾斜摄影测量技术方案

航测1:500房屋测量 欧阳光明（2021.03.07） 技术方案 2018年12月14日 目录 一、技术标准3 二、航飞摄影基本流程4 1.项目所用测量数据4 2.像控点选取要求4 3.飞行及摄影设备7 4.飞行质量要求8 5.影像质量要求9 6.飞行任务规划9 三倾斜摄影测量建模10 3.1空三加密11 3.2加密要求12 3.3模型分块重构13 四立体测图15 4.1 工作流程15 4.2内业采集15

4.3 细部采集16 五外业调绘补测17 六成果整理19 6.1数据编辑19 6.2 数据输出20 七完成成果20 一、技术标准 1.《无人机航摄安全作业基本要求》CH/Z 3001-2010 2.《无人机航摄系统技术要求》CH/Z3002-2010 3.《低空数子航空摄影测量内业规范》CH/Z3003-2010 4.《低空数字航空摄影规范》CH/Z 3005-2010 5.《数字航摄仪检定规程》CH/Z 8021-2010 6.《全球定位系统(GPS)测量规范》(GBT18314-2009); 7.GB/T20257.1-2007《国家基本比例尺地图图式第1部分:1:5001: 10001:2000地形图图式》 8.《1：5001：10001:2000地形图图式》GBT 20257.1-2007) 9.《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》GB/T18316-2001) ; 10.《1:5001：10001：2000比例尺地形图航空摄影规范》 (GB/T15967-2008); 11.本项目技术设计书。 二、航飞摄影基本流程 1.项目所用测量数据

1、项目测区内有高等级平面控制点5个以上（含五个），用于 精度控制。 2、坐标系统：平面坐标系统采用2000国家大地坐标系，中央 子午线117度，投影面为参考椭球面。 3、高程系统：采用1985国家高程基准。 2.像控点选取要求 1）在选择像控点时，应充分考虑布点要求，将像控点的布设与布点方案结合在一起，选择地形测量对天通视良好且可以明确辨认的地物点和目标点； 2）布设的标志应对空视角好，避免被建筑物、树木等地物遮挡；黑白反差不大，地物有阴影以及某些弧形地物不应作为控制点点位目标； 3）航摄相片控制点的选取还需满足以下几个标准： ①像控点应尽量布设在航向旁向重叠的公共区域使控制点能够公用； ②控制点应选在旁向重叠中线附近，离开中线的距离不应大于3cm，当旁向重叠过大或过小而不能满足要求时，应分别布点； 4）控制点距相片边缘不小于1.5cm，距相片的各类标志不小于1mm； 5）位于自由图边的控制点，应布设在图廓线外（如图1）： 图1 像控点布设方案基本图式 6）像控点样式 图2 像片像控点样式

POS辅助航空摄影正射影像图制作与应用

POS辅助航空摄影正射影像图制作与应用 摘要：以制作衡阳市1:2000数字正射影像图为例，总结了1:2000数字正射影像制作的技术要点与基本流程，介绍自动DEM制作正射影像图的制作方法，阐述了衡阳市1:2000正射影像图的实际应用情况，并指出数字正射影像图有着广泛的应用前景。 关键词：航空摄影正射影像图制作POS系统 前言：随着数字航空摄影和航天摄影技术的不断发展，摄影数字测绘产品的不断完善，以及数字产品社会需求日益扩大。数字正射影像图以其地面信息丰富，地物直观，工作效率高，成图周期短、成本低、精度高的优势已经越来越多地被广泛应用。 1.正射影像图制作技术简介 正射影像图是以数字高程模型为基础，对航空相片（或者航天相片）进行数字微分纠正、数字镶嵌，根据图幅范围裁切生成带有方格网、图廓内外整饰的影像数据的底图，根据用户的需求还可附有等高线和地名。 衡阳市数字正射影像图成图比例尺为1:2000，航空摄影采用带POS辅助空三的摄影系统，摄影地面分辨率为0.2米，像对覆盖地面范围约为1.7平方公里。由于航空摄影带有POS系统，因此，外业相片控制测量只需要布设少量的控制点，通过DPgrid进行空中三角测量，利用数字摄影测量工作站进行数字高程模型（DEM）的制作、数字正射影像的自动生成和数字正射影像的镶嵌，对镶嵌后的影像进行匀光、匀色处理，使影像色彩（灰度）达到基本一致，使正射影像的整体视觉效果舒适，最后根据内图廓线进行影像的裁切，数字正射影像图制作完成。 2.制作正射影像图的工艺流程 根据衡阳测区影像图生产实践，总结出利用POS航空摄影数据制作正射影像图的基本流程。具体流程如下： 图1 正射影像图生产流程 1）POS数据解算

1：500航测技术设计书

河北泊头市1：500航空摄影测量 设计书 一、任务来源与地理概况 “数字泊头地理空间框架建设”项目建设将紧密结合泊头市特点，以满足泊头市委、市政府及政府各部门信息化工作为基础，以城市管理和领导科学决策需求为出发点和落脚点，开展数字泊头基础建设。 “数字泊头地理空间框架建设”项目的总体目标是：通过大比例尺地形图、数字航空正射影像图、三维建模、地名地址等基础数据采集，以“三维建模”软件技术和计算机网络技术等为支撑，建立泊头市多尺度、多分辨率、多种类的城市空间数据基础体系，构建统一的、权威的城市地理空间基础平台，促进地理信息资源的充分利用，推动城市信息化进程，实现信息资源共享，从而为市政府、企业和社会公众提供高质量的基于空间位置的应用服务。 随着“数字泊头地理空间框架建设”项目的启动，2016年5月通过招投标的方式确定河北省第二测绘院为中标单位。基础数据的准备是项目建设的前期工作，根据“数字泊头地理空间框架建设”项目工作内容及泊头市国土资源局对项目的工作安排和技术要求，编制了本项目控制测量、1:500地形图测绘及地名地址调查技术设计书，作为本项目实施的作业依据。 二、现有控制资料 测区内有高等级平面控制点共有5个，分别为国家B级控制点1个：1149、国家C级控制点4个：C144、C152、C161、C164。经检核，已有控制点精度良好，可以作为本次二等、四等平面控制网的起算点。 测区内有国家二等水准点13个：II沧沉121、II沧沉122、II沧沉123、II 沧沉47、II沧沉46-1、II沧沉16、II沧沉15、II沧沉14、II沧沉9、II沧沉13、II沧沉48、II沧沉49、II高铁26，经检核，已有水准点精度良好，可以作为本次四等水准网的起算点。

无人机航空摄影正射影像及地形图制作项目技术方案

无人机大比例尺地形图航空摄影、正射影像制作项目技术案

1、概述 根据项目需求对项目区进行彩色数码航空摄影，获取真彩数码航片，并制作正射影像及地形图。 1.1作业围 呼伦贝尔市北部区域约400平公里。如下图：

飞行区域（红色） 1.2作业容 对甲指定的围进行1:2000航空摄影，获取高分辨率的彩色影像。 1.3行政隶属 任务区围隶属于呼伦贝尔市。 1.4作业区自然地理概况和已有资料情况 1.5 作业区自然地理概况 （1）地理位置 呼伦贝尔市地处东经115°31′～126°04′、北纬47°05′～53°20′。东西630公里、南北700公里，总面积26.2万平公里[2]，占自治区面积的21.4%，相当于省与省两省面积之和。南部与兴安盟相连，东部以嫩江为界与省大兴安岭地区为邻，北和西北部以额尔古纳河为界与俄罗斯接壤，西和西南部同蒙古国交界。边境线总长1733.32公里，其中中俄边界1051.08公里，中蒙边界682.24公里。 （2）地形概况 呼伦贝尔市西部位于高原东北部，北部与南部被大兴安岭南北直贯境。东部为大兴安岭东麓，东北平原——松嫩平原边缘。地形总体特点为：西高东低。地势分布呈由西到东地势缓慢过渡。 （3）气候状况 呼伦贝尔地处温带北部，大陆性气候显著。以根河与额尔古纳河交汇处为北起点，向南大致沿120°E经线划界：以西为中温带大陆性草原气候；以东的大兴安岭山区为中温带季风性混交林气候，低山丘陵和平原地区为中温带季

风性森林草原气候，“乌玛-奇乾-根河-图里河-新帐房-加格达奇-125°E蒙黑界”以北属于寒温带季风性针叶林气候。 1.6已有资料情况 甲提供的航飞围。 2、作业依据 （1）《全球定位系统（GPS）测量规》GB/T 18314-2009； （2）全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规》CH/T2009-2010； （3）《低空数字航空摄影规》CH/Z3005-2010； （4）《低空数字航空摄影测量外业规》CH/Z3004-2010； （5）《航空摄影技术设计规》GB/T 19294-2003； （6）《摄影测量航空摄影仪技术要求》MH/T 1005-1996； （7）《航空摄影仪检测规》MH/T 1006-1996； （8）《航空摄影产品的注记与包装》GB/T 16176-1996； （9）《基础航空摄影产品检查验收和质量评定实施细则》测绘局； （10）《基础航空摄影补充技术规定》测绘局； （11）《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影规》GB/T 6962-2005； （12）《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量外业规》GBT 7931-2008； （13）《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量业规》GBT 7930-2008； （14）《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量数字化测图规》GB 15967-1995；

倾斜摄影测量技术方案

航测1:500房屋测量技术方案 2018年12月14日

目录 一、技术标准.................................... 错误!未定义书签。 二、航飞摄影基本流程............................ 错误!未定义书签。 1.项目所用测量数据....................... 错误!未定义书签。 2.像控点选取要求......................... 错误!未定义书签。 3.飞行及摄影设备......................... 错误!未定义书签。 4.飞行质量要求........................... 错误!未定义书签。 5.影像质量要求........................... 错误!未定义书签。 6.飞行任务规划........................... 错误!未定义书签。三倾斜摄影测量建模............................. 错误!未定义书签。 空三加密 ................................... 错误!未定义书签。 加密要求 ................................... 错误!未定义书签。 模型分块重构 ............................... 错误!未定义书签。四立体测图..................................... 错误!未定义书签。 工作流程 .................................. 错误!未定义书签。 内业采集 ................................... 错误!未定义书签。 细部采集 .................................. 错误!未定义书签。五外业调绘补测................................. 错误!未定义书签。六成果整理..................................... 错误!未定义书签。 数据编辑 ................................... 错误!未定义书签。 数据输出 .................................. 错误!未定义书签。七完成成果..................................... 错误!未定义书签。

1：10000、1：50000地形图IMU_DGPS辅助航空摄影技

1:10000、1:50000地形图IMU/DGPS辅助航空摄影技术规定 （试行） 国家测绘局 2004年12月

前言 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语 (1) 4 航摄系统 (3) 5 航摄设计 (5) 6 航摄飞行 (9) 7 数据处理 (11) 8上交成果 (13) 附录A（规范性附录）偏心分量测定表 (16) 附录B（规范性附录）航摄飞行IMU/DGPS记录表 (17) 附录C（规范性附录）IMU/DGPS辅助航摄飞行数据预处理结果分析表 (18) 附录D（规范性附录）基站同步观测情况记录单 (19)

摄影测量的原理就是摄影光束相交得到地面点的点位。确定投影光束（像片）的姿态需要有三个线元素和三个角元素（合称外方位元素）。传统航测成图的方法利用地面控制点并通过空三加密反求光束的外方位元素，该方法严重依赖地面控制点。在测区无法涉足（如中国西南部一些地区）或找不到合适的地面控制点（如沙漠、戈壁、森林及大草原）的地区，该成图方法受到了严重限制。同时，传统航空摄影测量中像控测量的工作量和费用占很大的比重。因此直接获取投影光束（像片）的外方位元素，无需大量的野外控制测量，一直是摄影测量工作者孜孜以求的目标。自80年代后期，GPS（全球定位系统）应用于航空摄影测量后，GPS辅助空三方法可直接测量出投影光束的三个线元素，通过空三的方法进而获取角元素，部分实现了直接获取。而开始于90年代，成熟于2000年左右的IMU/DGPS（惯性测量单元/差分GPS）技术辅助航测成图方法可直接获取三个线元素和三个角元素，实现了航空摄影后直接进入内业成图工序。从航摄像片直接测定地面点的坐标是摄影测量发展的一大趋势。 为适应航空摄影测量技术的发展、满足国家基础测绘生产中制作和更新1:10000与1:50000地形图对航摄资料的要求，依据有关航空摄影、航空摄影测量内、外业等规范和规定，并充分考虑基于IMU/DGPS技术进行航空摄影的特点与要求，制定本规定。 本规定的制定尽可能考虑了目前IMU/DGPS辅助航空摄影测量的发展水平和国内有关基础设施和技术的情况，在现阶段可以采用本规定。随着技术的不断发展和提高以及基础设施的完善，待条件成熟，将对本规定进一步修订和完善。 本规定附录A、B、C、D为规范性附录。 本规定由国家测绘局提出。 本规定由国家测绘局国土测绘司归口。 本规定由中国测绘科学研究院负责起草。 国家测绘局测绘标准化研究所参与了讨论和格式修改工作。 本规定主要起草人： 李学友、李英成、朱武、曾云、郭童英、薛艳丽。

无人机航空摄影正射影像及地形图制作项目技术方案

无人机大比例尺地形图航空摄影、正射影 像制作项目技术方案 1、概述 根据项目需求对项目区进行彩色数码航空摄影，获取真彩数码航片，并制作正射影像及地形图。 1.1作业范围 呼伦贝尔市北部区域约400平方公里。如下图：

飞行区域（红色） 1.2作业内容 对甲方指定的范围进行1:2000航空摄影，获取高分辨率的彩色影像。 1.3行政隶属 任务区范围隶属于呼伦贝尔市。 1.4作业区自然地理概况和已有资料情况 1.5 作业区自然地理概况 （1）地理位置 呼伦贝尔市地处东经115°31′～126°04′、北纬47°05′～53°20′。东西630公里、南北700公里，总面积26.2万平方公里?[2]??，占自治区面积的21.4%，相当于山东省与江苏省两省面积之和。南部与兴安盟相连，东部以嫩江为界与黑龙江省大兴安岭地区为邻，北和西北部以额尔古纳河为界与俄罗斯接壤，西和西南部同蒙古国交界。边境线总长1733.32公里，其中中俄边界1051.08公里，中蒙边界682.24公里。 （2）地形概况 呼伦贝尔市西部位于内蒙古高原东北部，北部与南部被大兴安岭南北直贯境内。东部为大兴安岭东麓，东北平原——松嫩平原边缘。地形总体特点为：西高东低。地势分布呈由西到东地势缓慢过渡。 （3）气候状况 呼伦贝尔地处温带北部，大陆性气候显着。以根河与额尔古纳河交汇处为北起点，向南大致沿120°E经线划界：以西为中温带大陆性草原气候；以东的大兴安岭山区为中温带季风性混交林气候，低山丘陵和平

原地区为中温带季风性森林草原气候，“乌玛-奇乾-根河-图里河-新帐房-加格达奇-125°E蒙黑界”以北属于寒温带季风性针叶林气候。 1.6已有资料情况 甲方提供的航飞范围。 2、作业依据 （1）《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T 18314-2009； （2）全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》CH/T2009-2010； （3）《低空数字航空摄影规范》CH/Z3005-2010； （4）《低空数字航空摄影测量外业规范》CH/Z3004-2010； （5）《航空摄影技术设计规范》GB/T 19294-2003； （6）《摄影测量航空摄影仪技术要求》MH/T 1005-1996； （7）《航空摄影仪检测规范》MH/T 1006-1996； （8）《航空摄影产品的注记与包装》GB/T 16176-1996； （9）《国家基础航空摄影产品检查验收和质量评定实施细则》国家测绘局； （10）《国家基础航空摄影补充技术规定》国家测绘局； （11）《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影规范》GB/T 6962-2005； （12）《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量外业规范》GBT 7931-2008； （13）《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量内业规范》GBT 7930-2008；

测绘航空摄影考点解析

测绘航空摄影考点解析 一、胶片航摄仪 1.航摄仪的结构 单镜头分幅摄影机是目前应用较多的航空摄影机，它装有低畸变透镜。 胶片幅面的大小通常是边长为230 mm的正方形：胶片暗盒能存放长达152M的胶片。 故又称为框幅式摄影机。 单镜头框幅式胶片航空摄影机主要由镜筒、机身和暗盒三部分组成。 框幅式胶片航空摄影机分类：位于承片框四边中央的为齿状的机械框标；位于承片框四角的为光学框标。 2．航摄仪的分类 航空摄影机通常根据其主距或像场角的大小进行分类 (1)根据摄影机主距F值的不同，航空航摄机可分为长焦距、中焦距和短焦距3种； (2)根据像场角的大小，航空摄影机可分为常角、宽角和特宽角3种。 表9-1-1航空摄影机的分类 航空摄影对于航摄机主距的选择，顾及到像片上投影差的大小以及摄影基高比对高程测定精度的影响，一般情况下，对于大比例尺单像测图(如正射影像制作)，应选用常角或窄角航摄机；对于立体测图，则应选用宽角或特宽角航摄机。 3、感光材料及其特性 摄影过程中已曝光的感光片必须经过摄影处理(冲洗)，才能将已曝光的感光片转变成一张负像底片。 航摄胶片的冲洗主要包括显影、定影、水洗、干燥等过程。 4、航摄仪的辅助设备 1）．为了尽可能消除空中蒙雾亮度的影响，提高航空景物的反差，需要加入航摄滤光片辅助设备 2）．为了补偿像移的影响，在测图航摄仪中需增加影像位移补偿装置。 3）．为了测定景物的亮度，并根据安置的航摄胶片感光度，自动调整光圈或曝光时间。需要加入航摄仪自动曝光系统4）．常用的两种胶片航摄仪 我国现行使用的框幅式胶片航空摄影仪主要有 RC-10和RC-20的光学系统基本上是相同的，后者具有像移补偿装置 新一代的RC-30航空摄影系统组成：RC-30航摄仪、陀螺稳定平台和飞行管理系统组戌， 功能：像移补偿装置、自动曝光控制设备，GPS辅助导航的航空摄影。 二、数字航摄仪 数字航摄仪可分为框幅式(面阵CCD)和推扫式(线阵CCD)两种 现有的商业化大像幅框幅式数字航摄仪主要有DMC、ULTRACAM-D和SWDC系列航摄仪等，而推扫式数字航摄仪主要有ADS40。 三、航摄影像的分辨率 1．数字影像的分辨率：是指地面分辨率，一般以一个像素所代表地面的大小来表示，单位为米／像素。 如2 M分辨率影像是指一个像素表示地面大约2 M×2M的面积．而非地物的大小。 2．胶片影像的分辨率：指衡量摄影机成像系统对黑白相间、宽度相等的线状目标影像分辨的能力，以每毫米线对数表示。 3．扫描影像的分辨率：常使用微米来表示扫描分辨率。 4、航摄仪的检定 胶片摄影机检校的内容主要包括： (1)、像主点位置(X0，Y0)与主距F的测定；(2)、摄影物镜光学畸变差或畸变系数大小的测定； (3)、底片压平装置的测定；(4)、框标间距以及框标坐标系垂直性的测定。 对于数字摄影机检校的内容主要包括： (1)、像主点位置(X0，Y0)与主距F的测定；(2)、摄影物镜光学畸变差或畸变系数大小的测定；