三线阵立体测绘卫星的测绘精度分析

王晓晨　孟婷

[摘要]通过对三线阵立体模型的构建，对三线阵影响的立体测绘进行了精度的分析，并研究了影响测绘精度的因素，对影响卫星测绘精度的因素如GPS定位系统、时统等进行了详细分析，同时提出了提高卫星测绘精度的具体技术方法。

[关键词]三线阵 立体测绘 精度 方法

[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-284-1

三线阵立体测绘卫星是指一种测绘卫星，这种测绘卫星是以三线阵CCD立体测绘相机为有效载荷的，这种测绘卫星不但可以实现立体影像的获得，还可以通过它得到所要测绘的东西的姿态、轨道位置等信息，并且能够在无地面控制点的条件下，实现对地球、月球等星球表面地形图的测定。在无地面控制点的条件下，如果想要实现未知地区的定位和一定精度的测绘，必须要对三线阵立体卫星测绘系统提供相应的条件，比如要先用三线阵相机对地面进行推扫成像，形成具有一定重叠的影响，再利用相关仪器来进行对卫星姿态的测量，以此来得到卫星在惯性坐标系中的具体位置，这就为三线阵的影响提供了三个外方位角元素，最后再利用轨道测量仪器对轨道进行细致的定位测量。立体卫星的最终测绘精度主要是受到卫星系统的一些技术指标的影响，这个问题在卫星的设计阶段和制造过程中可以得到很好的解决。

1精度要求

三线阵对立体测绘的精度要求较高，其通常是以某种比例尺的地形图的精度为基准，地形图通常是利用等高线来表示地貌及地况，而等高线的绘制则是要依靠对实际地形的考察并根据一定的比例才能够绘制出来，那么通过三线阵立体测绘的方式来实现对等高线的绘制，其关键就在于高层测量的误差是如何决定地形的等高距的，采用三线测量技术对于卫星精度的测量有着及其重要的作用，根据实地考察及测量得出的相应地图的比例尺及等高距等数据与其它数据与哦着复杂的关系，因而需要对这些数据进行细致的误差分析。

2误差分析

2.1姿态角的误差

姿态角误差的产生的主要因素是姿态角内插误差，当然也有呈敏感器指向误差以及发射失重误差等因素的作用，这些因素的单一或共同作用下，可引起夹角值的变化，进一步就会导致姿态角误差，当然实际情况中，除上述因素外，影响姿态角的因素还有很多，比如光轴夹角误差等，在实际的测量中，要考虑到各种因素对姿态角误差的影响，并对每一个影响因素都要进行仔细的分析和相应的计算，将计算的结果带入到对应计算公式中，就可以得出姿态角误差对高层测量的影响值。

2.2焦距及点坐标误差

通过对影响点坐标误差的因素的分析，可以得出测量点的具体精度为0.0048mm，将这个数据与焦距测量误差0.02mm带入到相应的公式中计算得出，测量误差对高层测量的影响值为1.1m。

3提高测绘卫星的测绘精度的方法

在没有控制点的基础上想要达到定位及对测绘精度要求，就必须对系统中的轨道定位、时间同步等能够影响到测绘精度的因素进行深入分析，并根据其特征提出一定的技术改造措施，使测绘的结果能够达到最终的标准要求。

3.1轨道定位的精确制导

GPS轨道定位是测绘系统中精确度较高的的定位方法，这种方法能够增强定位的精度和准确度，同时在一定程度上还能够降低基线误差，极大的提高的轨道定位的精确性。我国当下应用的GPS定位系统主要有两种，一种是测量性GPS接收机，另一种是导航性GPS接收机，这两种单频的轨道定位系统都是采用的C/A码。首先对于测量型GPS接收机，其在提供导航解时，同时能够对原始数据进行记录，测量型GPS接收机通常通过精密的事后定轨来提高定轨的精度，而导航型GPS接收机则是通过确定C/A码的伪距，进而直接确定了导航解，并以此获得卫星轨道的具体位置。根据相关的标准和要求，测量型的接收机主要应用于卫星的立体测绘系统。目前拥有的GPS接收机的位置精度和速度精度都可以达到较高的水平。

3.2增强时间的测绘精度

卫星测绘的时间测绘精度能够影响三线阵立体测绘卫星的精度分析，以此来保证各种测绘数据的精度，并保证在同一时间内能够完成对各种数据的处理，这里以GPS系统的时间为基准，将其定为统一测绘的基准时间，当然也要同时与自然时间进行对比，然后完成时间的统一，在对时间进行统一的更定后，各个同一时间的设备需要及形象赢得计数，但这个过程必须保证使用高稳时间单元来进行计数。

3.3增强姿态测量的精确度

在姿态测量中，比较常用的是星敏感器，因其精度比较高，所以应用较为广泛，在这个基础上，对其进行精确测定，可以采用与GPS数据相结合的测量方式，同时注意与陀螺组合惊醒配合进行测量，进一步加强姿态测量的精确度，这种方式也能够较好地将多方位角控制造一个合理的范围内。我们可以使用增多卫星上的星敏感器的方法来进一步提高姿态测量的精确度，对于星敏感器传来的数据要及时进行分析，同时结合陀螺数据及联合定资算法，对共同卫星进行姿态结解算，增强卫星时间测绘的精确度，例如，日本的ALOS卫星，它的测绘卫星上就使用了3台星敏感器，而且其精度都比较高，不但可以有效降低杂光的影响，而且能够在确定卫星的姿态数据之后达到较高的准确度。

3.4增强相机的标定精度

我们在应用相机进行精确测绘时，必须要选择能够提供精确内方位标定值的相机。在对地面相机进行测试时，首先需要对相机的相主距进行精确的测量，在此基础上，在对主点位置及光轴夹角进行精确测量，大量实验数据表明，内方位测试仪在使用时，要选择精度较高的，至少要达到使主距误差保持在0.2像元。

4结语

为了使三线阵立体测绘卫星的测绘精度达到一定的标准，在对三线阵测绘卫星进行设计时，要考虑较多的因素，如保证与时间同步，同时与姿态测量保证同步，最后还要确保轨道定位精度。另外，对三线阵立体测绘卫星的相关旗舰级结构进行设计时，必须考虑到光学荷载的稳定性，同时注意参考有关测量数据的精确性。因此，必须加强对卫星测绘的相关研究，这也是保证其测绘精度的必要条件。

参考文献

[1]刘明川.单线阵CCD立体影响目标定位误差研究[D].哈尔滨工业大学.2011.

[2]王琨.图像质量对立体定位精度影响的若干问题的研究[D].南京理工大学.2012.

[3]韩旭.马军.王忠素.韩冬.黄涛.测绘相机在轨道空间交会角变化的计算[J].光学精密工程.2011（12）.