基于无控制点的空中三角测量研究

张丙轩　徐峰　郭亚文　梁建飞

本文结合多项无控测图作业生产实践经验，以某国产卫星三线阵影像为例，梳理总结基于无控测图空中三角测量流程，对不同加密检查方法进行了分析研究，对卫片无控测图具有借鉴和指导意义。

三线阵影像;无控测图;空中三角测量

由于某国产卫星实现了相机几何参数在轨标定技术、多功能EFP光束法平差等多项关键技术，因此三线阵CCD相机立体影像实现了地面5 m的分辨率，无控条件下平面精度优于10 m，高程精度优于6 m。根据表1无控测图精度指标相关要求，该卫星三线阵影像符合无控测制5万地形图相关要求。无控测图的测区多是高山区、海岛区等控制资料难以获取的区域，因此无控测图的精度难以保证。本文结合多项无控测图作业生产实践经验，通过对3轨6景三线阵影像进行无控空中三角测量处理试验，梳理总结处理流程和检查方法，提高无控测图的精度和质量，对卫片无控测图空中三角测量具有借鉴和指导意义。

无控测图空中三角测量的基本思路是先对卫星原始影像进行自由网平差，再利用现有资料进行多项加密检查，确保空中三角测量精度，提高测绘地理信息产品的精度。此次试验作业硬件为联想P700数字摄影测量工作站，作业软件为兆格公司（原适普公司）卫星影像空中三角测量软件VirtuoZoSat。该卫星三线阵影像无控测图空中三角测量流程如图1所示。

（1）影像分析。检查软件是否支持下发的卫星影像处理，影像覆盖范围的漏洞，影像云量的面积等。

（2）高程异常改正。卫星影像的高程系统一般是大地高程系统，需要在空中三角测量处理时引入高程异常改正文件，获取正常高的立体模型，从而获取正常高的作业产品。兆格软件支持的高程异常改正文件为bin格式，原点位置为左下角点。

根据成果的数学基础和影像覆盖范围，确定加密工程椭球坐标系、投影系统、中央经线、东偏，引入转换后的高程异常改正文件。

选择引入影像类型，输出格式，影像是否需要旋转、缩放。该卫星为南北重叠，需要旋转90°，便于消除上下视差。影像命名可以选择原始影像名里的可以区分立体模型的左右片数字或三线阵影像的前视、下视、后视的数字及影像所在轨道的行列号。

根据影像命名规则，选择构建同一立体的左右片或三线阵影像的前视、下视、后视影像。

連接点的位置、数量、分布应符合相关要求。通过添加连接点，消除或减小原始影像定位参数存在的系统性误差、立体模型上下视差。该试验区连接点分布如图2所示。

平差定向计算时要勾选自由网，平差时不选定基准影像。对手动添加的连接点进行平差解算，对残差较大的点根据立体结合残差报告进行微调，直到残差符合要求为准，该试验区定向平差报告如图3所示。

根据卫星无控定位精度和卫片无控测图技术设计书相关要求，不同加密检查方法精度指标如表2所示，特殊困难地区限差可放宽到1.50倍。

（1）原始影像定位精度检查。对于该卫星原始三线阵影像，通过检查单景构成的三个立体间的同名点较差，以及原始影像不同景之间重叠区域的同名点较差，掌握卫星原始影像定位精度，剔除精度较差的原始影像。

（2）加密后模型接边检查。在立体环境下对空中三角测量处理后的不同景之间重叠区域进行同一特征点采集，检查影像系统性误差、立体模型上下视差的消除情况。

（3）控制资料检查。少量控制点可以用于检查点，检查卫星原始影像和空中三角测量后的定位精度。如果有历史成图数据，可以把数据归算到现有坐标系和高程基准下，选择部分山头点或等高线变换处进行定位精度分析，掌握空中三角测量的精度。

（4）相邻测区检查。如果测区较大或者测区涉及跨带，需要进行分区，区域间应至少重叠一轨影像。在立体环境下检查测区接边处数据采集接边较差，若满足立体采集接边限差可直接进入立体采集工序;若接边较差较大，需要分析查找原因，必要时通过空三接边确保测区接边符合相关要求。

（5）网上数据检查。选取部分连接点和网上三维影像数据进行对比检查，若坐标较差过大，要分析具体原因，确保空三精度。该试验区不同加密检查结果如图4所示。

对不同加密检查结果进行对比分析，得出如下结论：

（1）相邻测区接边限差满足相关要求，表明该软件无控区域网平差原理正确，可以用于卫片无控测图。

（2）原始影像定位精度、网上数据检查满足相关要求，表明该卫星三线阵立体影像绝对定位精度可靠，满足无控测图指标要求。

（3）加密后模型间接边限差满足相关要求，较加密前有较大改善，表明空中三角测量对卫星影像系统性误差、立体模型上下视差起到了较好的消除和改善作用。

整理加密工程和检查报告，提交成果。根据任务区范围按照近似核线重采样裁切立体模型，提交至下道工序立体测图使用。

该试验通过梳理总结卫片无控测图空中三角测量流程，分析研究不同加密检查方法，对确保无控测图空中三角测量处理精度具有一定意义，对实际作业生产有一定的指导和借鉴作用。

收稿日期：2020-03-10

作者简介：张丙轩（1978—），男，河南内乡人，专科，工程师，从事摄影测量与遥感专业工作。

This article unifies many uncontrolled mapping operation production experience，take the three array image of satellite as an example，sorting summary of the aerial triangulation process of the uncontrolled chart，different encryption checking methods are analyzed and studied，has the model and the guiding sense to the satellite image uncontrolled mapping.

three-line array image;uncontrolled mapping;aerial triangulation