无人机测量空中三角测量技术应用,本文是关于测量技术类硕士学位毕业论文范文跟三角测量和无人机和技术应用类硕士学位毕业论文范文.
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【摘 要】随着我国经济在快速的发展,社会在不断的进步,随着无人机技术的发展和数码相机性能的提升,利用无人机搭载量测和非量测相机来快速获取区域航测影像的技术越来越成熟,配合适量地面控制点来计算得到符合精度的三维模型、DOM 等数字化产品的方式快速且简单.无人机摄影测量中,空中三角测量常使用区域网空中三角测量的方法,包括航带法、独立模型法和光束法.GPS-POS 技术与光束法相适应,发展了辅助法空中三角测量和计算机视觉技术的应用,推动了数字空中三角测量的快速发展.
【关键词】无人机；空中三角测量；光束法；GPS-POS；计算机视觉
1、空中三角测量方法
空中三角测量是立体摄影测量中,根据少量的野外控制点,在室内进行控制点加密,求得加密点的高程和平面位置的测量方法.其主要目的是为缺少野外控制点的地区测图提供绝对定向的控制点.利用无人机摄影测量空三加密并用以解算影像的定向及地面点的加密问题具有较高的效率和精度.主要由无人机连续摄取的具有一定重叠的像片,根据影像与地面的几何关系,利用野外控制点数据和像片上的观测数据来解算像片的方位元素,建立同实地相应的模型,最终获取待测点的坐标值.空中三角测量的三个发展阶段分别是模拟空中三角测量、解析空中三角测量和数字空中三角测量.模拟空中三角测量主要使用模拟仪器进行光学- 机械法作业,这种方法效率低,精度差.解析空三测量的方法虽然形成了区域网,精度进一步提高,但是转刺点仍然制约着解析法的发展,人工转刺点既降低了工作效率,也一定程度上降低了作业精度.于是随着计算机科学飞速发展,逐渐产生了数字空三测量.数字空三测量利用模式识别和多影像匹配等方法,可以自动选点与转点,采用严密的光束法平差理论,使得测量的效率和精度都得到了进一步提高,在可预想的未来,数字空三测量势必取代解析空三测量.具体说来,区域网空三测量主要包括三种方法：航带法,独立模型法和光束法.这三种方法具有不同的特点,主要体现在计算的平差单元以及观测值上.航带法和独立模型法分别以航带和单元模型作为平差单元,又分别以单航带的摄影测量坐标和点的模型坐标作为观测值；而光束法则不同,平差单元是无人机摄取的每张像片,观测值则是影像的坐标量测值,只有影像坐标才是真正原始的、独立的观测值.但是航带法和独立模型法的观测值常常是相关的而并非独立的.利用光束法区域网空中三角测量求像片外方位元素和加密点的地面坐标的主要原理是首先将给出的原始数据像素坐标转换成像平面直角坐标,然后利用后方交会原理将控制点的平面直角坐标和地面坐标迭代求解每张像片的外方位元素,再通过前方交会求加密点的地面坐标,最后再进行精度评定.
2、辅助空中三角测量
2.1 POS 辅助空中三角测量
POS 辅助空中三角测量技术的应用与 GPS辅助空中三角测量类似,POS 也可辅助空中三角测量,使得传统航空摄影测量摆脱了对于大量地面控制点的依赖性,在提高作业效率的同时也带来了很高的经济效益.这一方法以摄站POS 信息为附加观测值加入区域网平差中,这一平差过程建立在 GPS 辅助区域网平差的基础上.无人机 搭 载 惯 性 导 航 系 统 （InertialNigationSystem,INS）在无人机航测中获取相机姿态角数据,并将之作为附加观测值引入光束法空三加密计算.目前我国经济发展中各行各业对大比例尺图件的需求与日俱增,POS 辅助空三测量技术的运用不仅提高了精度,还减少了作业的程序,提高了作业效率,为最终实现数字摄影测量的自动化生产奠定了坚实的基础,在无人机摄影测量的具体应用中使用 POS 辅助空中三角测量技术正是这一大趋势的具体表现.举个例子,我国西部地区地形复杂,无法进行外业控制测量,POS 辅助空中三测量技术与无人机摄影测量的结合就可以很好地解决这一难题,而在具体的应用之中,无人机摄影测量为 POS 辅助空三测量提供了新的技术支持.
2.2 GPS 辅助空中三角测量
GPS 辅助空中三角测量分为两种：第一种,无人机在飞行中利用自带的GPS 信号接收设备采集精密星历数据,从而得到无人机相机时刻摄站的精确GPS 坐标；第二种,在地面控制点设置GPS 基站,建立RTK 测量系统,并同步进行数据记录.在数据后处理中,利用载波相位差分动态GPS 相对定位技术,可以计算得到任意时刻摄站的精确GPS 坐标.GPS 辅助光束法能够减少光束法区域网平差所需的地面控制点数量,甚至在一定误差范围内做到无需地面控制点,使得在无法涉足或者难以找到合适地面控制的测区也能够进行无人机摄影测量工作,从而使得具体的测量任务的完成效率更高、质量更好.
2.3 数字空中三角测量
数字空中三角测量实际上就是基于计算机视觉的空中三角测量,通过计算机视觉技术使计算机具有通过二维图像认知三维环境信息的能力,建立一个完整的立体视觉系统,包括图像获取、摄像机定标、特征提取、立体匹配、深度确定及内插等6 个部分.计算机视觉的空中三角测量对每张像片根据一定算法进行特征点检测,对特征点采用模型算法进行相对定向的计算,并提取影像的三维信息和计算像点的相对空间坐标.然后应用辅助法控制三角测量,加入相机畸变参数、GPS 数据、POS 数据、控制点数据等附加观测值,进行空三加密计算,流程（如图1 所示）.利用无人机摄影技术辅助数字空中三角测量,进一步使得数字空三测量技术的效率更高、限制更少、精度更高.
结语:
区域网平差方法中,光束法理论最为严密,精度也最高,由于方法平差单元和量测值的独立性特点,辅助空三测量和数字空三测量都以光束法为平差方法.采用GPS-POS 辅助空中三角测量可在缺少控制条件下制作满足测量精度要求的数字化测量成果,降低了航空摄影测量的成本,增加了航空摄影的灵活性,保证了在不具备地面控制条件的测区进行航空摄影的精度.
参考文献：
[1] 吴汉平, 邵国培. 无人机系统导论[M]. 电子工业出版社,2003.
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[3] 张剑清,潘励,王树根. 摄影测量学[M].
武汉：武汉大学出版社,2003.
综上而言,本文论述了适合三角测量和无人机和技术应用论文写作的大学硕士及关于测量技术本科毕业论文，相关测量技术开题报告范文和学术职称论文参考文献.
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