CORS站在POS辅助航空摄影中的应用

2013-02-19秦先兵臧德彦王云龙

地理空间信息 2013年2期

秦先兵，臧德彦，王云龙

（1.东华理工大学，江西南昌 330013；2.包头市国土资源局，内蒙古包头 014010）

1 CORS简介

CORS是一种将全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS )导航定位技术、测绘技术、现代通信技术、计算机技术等多种技术集成在一起的实用性分布式网络系统。它不仅提供动态、连续、高精度的空间定位信息服务，还通过GNSS技术建立统一、连续的空间坐标基准框架。

全球导航卫星系统连续运行参考站网由连续运行参考站、数据通信网络和数据中心3部分构成，能以多种精度满足广泛的应用需求，并通过全球同步观测，不断完善和维护国际地球参考框架(ITRF)，完成监测地球自转和固体地球形变、陆海板块构造边界变化、海平面变化、电离层及大气水汽变化、确定卫星轨道等全球性科学任务。其产品包括伪距及载波相位观测值、站坐标、速度场、精密星历、地球自转参数、大气水汽、电离层参数等数据，可用于工程定位、科学研究以及满足不同用户的应用需求[2]。

2 POS辅助航空摄影的精度分析

2.1 项目概况

某摄区采用POS辅助航空摄影的技术方案获取真彩色数字影像，成图比例尺为1∶1 000，摄区地形平坦，主要设备如表1所示。

表1 主要设备统计表

由于摄区地域特殊，不具备静态基准站的设立条件，因此选用离摄区50 km的CORS站作为基准站，为机载GPS和POS提供数据后差分的基准，如图1所示。

图1 CORS站位置示意图

2.2 检校场空三精度分析

航摄飞行结束后，在摄区内部选择3条相邻航线，每条航线11张像片，按照常规像控点选取标准，布设14个控制点，其中4个为检查点，控制点间隔为3条基线，控制点布设示意图如图2所示。

图2 控制点布设示意图

组合导航数据采用NovAtel公司的IE软件进行解算，基站采用CORS站原始观测数据，框架坐标为2000国家大地坐标系，最终获取曝光点时刻的3个线性坐标数据以及飞机测滚、俯仰和航偏角。再借助检校场的空中三角测量结果，进行线性坐标和3个角度的进一步转换。

采用中国测绘研究院TG-AT软件对检校场进行空中三角测量，平面和高程限差均为0.3 m。采用7个定向点和6个检查点，各个控制点的精度统计如表2所示。

表2 摄区控制点精度统计表/m

根据1∶500、1∶1 000、1∶2 000地形图航空摄影测量内业规范[3]中关于限差的要求（绝对定向后基本定向点为0.3 m，多余控制点为0.5 m），本项目的检查点和定向点中误差完全满足1∶1 000成图比例尺有关平面位置和高程限差的要求。

2.3 IMU和GPS数据联合解算精度分析

对检校场进行空中三角测量，将每张像片的3个线元素和3个角元素作为已知值，将组合导航数据与之相比较，计算偏心角及线元素偏移值，并解算中误差，其中偏心角及线元素偏移值限差如表3所示。

表3 偏心角及线元素偏移值解算精度统计表

经过计算，得出线元素偏差中误差分别为：X=0.1848，Y=0.2687，Z=0.1302；角元素偏差中误差为：φ=0.0362，ω=0.1767，κ=0.0579；误差曲线如图3所示。其中线元素达到了成图比例尺1∶1 000和1∶500的规范要求，角元素精度稍差。影响精度的原因有多种，如检校场空三的精度、飞机飞行状态和POS检校精度等。