航空传感器的数据处理系统的应用浅析

■崔彦江

（新疆维吾尔自治区第一测绘院新疆昌吉831100）

航空传感器的数据处理系统的应用浅析

■崔彦江

（新疆维吾尔自治区第一测绘院新疆昌吉831100）

随着社会科技、经济的发展,人们对空间信息的提取日益提高,从时势性、数据精度、质量等方面提出了越来越高的要求。

应用优势案例分析

1 航空传感器的数据处理系统的应用

（1）应用于西部测图:由于我国幅员辽阔在西部无人区采用数字摄影测量技术将会在西部无人区测图中发挥巨大的作用。

（2）应用于数字城市:目前我国各城市在发展、建设和管理中普遍存在的问题是城市空间信息陈旧或严重不足，采用航空传感器数据处理系统获取多波段影像，可以一次性获取前视、下视和后视影像，为数字城市提供了充分的数据源。

（3）通过大量实践结果证实:数字航摄仪在50km基站5个控制点条件下平面和高程精度均能达到1:50000和1:10000国家规范关于丘陵地测图的精度要求。可以采用增加地面控制点、架设多基站、布设垂直构架航线的办法来提高空三平差的精度。

2 航空传感器的数据处理的优势

（1）航空传感器的数据处理系统在摄影测量工作站进行数据后处理时无内定向过程。常规框幅式影像需要进行人工内定向特别是正负航线时要建立两个相机文件

相机的框标坐标和检%A定主点坐标（PPA）需要变号较为复杂。

（2）ADS40相机影像是以每条航线为单位一条航线一幅影像传统框幅式相机影像是以单张相片为单位。ADS40影像在一条航线范围内

航向不需要接边提高了工作效率。

（3）ADS40空三在大面积测区平差时效率较高人工干预较少只需观测有限几个控制点其他均由影像匹配自动完成。但是ADS40成像机理的复杂性决定了数据后处理过程也较常规摄影测量复杂由于每条扫描行对应一组外方位元素一条航线有几万甚至十几万组外方位元素。因此选择高精度的IMU/DGPS和空三平差模型对于ADS40而言是十分重要的。

3 航空传感器的数据处理系统的案例分析

3.1 线阵推扫式传感器在航空和航天摄影测量与遥感领域的使用

线阵推扫式传感器目前已经广泛应用于当代航空和航天摄影测量与遥感领域,为摄影测量与遥感应用开辟了崭新的途径。基于少控制点的推扫式卫星姿态外推研究成为新的研究方向,对较难获得控制点区域的目标定位具有重要意义。针对单线阵推扫式传感器影像多中心成像的特点,建立基于共线方程的传感器模型。采用空间后方交会的方法求解各扫描行的定向参数,当外推距离较远时采用单控制点进行定向参数改正。实验数据采取国内某地区同一轨道上的连续6景SPOT影像进行目标定位。分析外推的实验结果,当外推距离为240km时,误差为1km左右,利用单控制点进行误差补偿后,纠正结果明显优于前者,达到了1km以下。但纠正结果仍不能让人满意,还有待进一步提高。

3.2 ads40推扫式数字航摄原理及应用

ADS40是当今最先进的摄影测量系统之一，它采用推扫式三线阵获取影像可以提供多种类型的数字影像数据。由于配备I MU/DGPS系统在一定的基站范围内可以在无控制或少量控制点的情况下进行空三平差极大地减轻了摄影测量外业控制工作量缩短了生产周期，提高了作业效率。

ADS40摄影测量系统与常规摄影测量技术相比具有的明显优势:

（1）ADS40航摄相机配备有IMU/DGPS系统在一定的基站范围内可以在无控制或少量控制点的情况下完成对地面目标的3维定位。

（2）ADS40相机配备有先进的导航管理系统（FGMS）和交互式图形操作界面OI40可以在飞机起飞之前输入有关技术参数航摄时可以对飞行情况进行实时监控协调。从而提高了航摄质量与效率大大减轻了摄影员的操作压力。

（3）ADS40可航摄的天气大大高于常规光学相机甚至可以在水平能见度小于DHI的云下进行大比例尺摄影。这对于在我国南方地区进行航空摄影而言无疑具有极为重%A要的现实意义。

（4）由于ADS40相机获取的是数字影像当天摄影完毕影像可以立即下载供下工序使用。而常规航空摄影后处理所经历的周期太长胶片的储藏#洗印均需要专门的设备配套设备价格昂贵并且需要配备专业处理胶片人员。相片洗印#扫描等中间环节难免会影响影像质量。

（5）ADS40数字航摄相机由于是三线阵推扫式的所获取的影像是以航线为单元的条带影像常规框幅式相机例如RG30需要考虑航向重叠度重叠度的增加必然会耗费大量的胶片增加经济成本。

（6）ADS40相机可以同时获取黑白、彩色和彩红外3种形式的数字影像。

（7）ADS40的IMU内置于相机内每次航摄时不需要布设检校场。常规航空摄影即使配备了IMU惯性测量单元但由于IMU不是内置的每次航摄时都要进行人工安装%A因此都要布设检校场。

（8）ADS40数字航摄仪配备有POS系统可以在有大面积水库、湖泊、沿海滩涂及沿江地区进行航空摄影但是传统框幅式光学航空摄影获取的影像在数据后处理过程中涉及相主点落水在这些地区进行摄影测量将面临不少困难。

LiDAR（激光雷达）是主动式遥感新型传感器,工作原理为:以一定方位角、高度及扫描频率,向被测量地区主动发射一定脉冲频率及波长范围（属近红外波段）的激光脉冲,传感器记录了发射至接收的时间差以及脉冲返回的能量值,以及击中目标的脚点的三维坐标值,从而确定地物的高度、结构等属性。

传统的卫星影像,SAR和摄影测量影像数据缺乏直接的三维信息、地物结构的复杂性、地物之间的遮挡但能提供了大量丰富的光谱信息、纹理特征等语义信息。然而,二维影像等,使得仅利用遥感影像提取高精度地物信息也存在很大困难,因此将两种数据相结合以获取更多的信息,弥补各个单数据源的局限性具有重要意义。

[1]刘军、张永生、范永弘ADS40机载数字传感器的摄影测量处理与应用 [J].测绘学院学报.2002.

[2]刘凤德.邱懿、刘先林.航摄机检定主点坐标的使用问题 [J].遥感信息.2005.

[3]王任享 航空三线阵CCD影像测制城市数字正射影像 [J].测绘工程.2003.

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1000-405X（2016）-6-188-1