无人机机载三模单频GPS间接定向案例

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智能航测体系F1000作业接纳GPS导航定位,获取高精度DOM影像,空中辨别率到达3~30cm,可以满意疆土计划、地皮执法反省、地籍办理、都会/底子办法计划、交通计划、林业监测、水土坚持、水工修建监测、应抢救灾等各行业使用。

这里辨别对F1000在间接定向成图精度、三维建模才能这两个方面的特点举行剖析,用实践案例语言,证明飞马智能航测体系F1000具有疾速、正确获取间接定向高精度DOM以及提供三维建模所需底子数据的才能。

基于F1000机载三模单频GPS间接定向案例


测区剖析

为测试飞马智能航测体系F1000间接定向方法获取的DOM精度,在北京市昌平区西峰山左近选择了一个带空中靶标的测区举行验证。测区地形属于高山,海拔最高约178m,最低约145m。

精度要求

依据标准中的要求,在确保成图精度的条件下,本着有利于延长成图周期、低落本钱、进步测绘综合效益的准绳在表 1的范畴内选择。

表 1 空中辨别率

测图比例尺

空中辨别率值(cm)

1:500

5

1:1000

8~10

1:2000

15~20

这次拍照获取的影像用于制造成图比例尺为1:1000的数字产品(DEM、DOM),要求航空影像的空中辨别率(GSD)小于即是10cm。

航行方案

测区面积约1km²,地形属于高山,均匀海拔约161m,最高约178m,最低约145m。本次航行方案接纳Sony α5100微双数码相机,设计空中辨别率5cm,绝对航高256m,航向重叠80%,旁向重叠70%,共设计1架次航行作业。

测区均匀航行高度约为405m,依据测区内最高点和最低点高程,盘算可得实践获取影像的GSD为4.4cm~5.1cm,切合设计需求。

1.jpg

图 1 测区航路计划图


空中靶标布设方案

为顺应多种测试目标,测区周边匀称布设了34个控制点,此中22个为空中靶标,其他点为地物拐角、路途交织口等特性空中点。靶标为红白方格构成,边长为2m的正方形,如下图所示。靶标接纳RTK方法举行量测,立体精度和高程精度均在1cm左右。

2.jpg

图 2 空中靶标表示图


航行参数

接纳飞马智能航测体系F1000举行航摄。详细参数如下:

表 2 F1000航摄参数

航摄工夫

2016.04.25

航摄相机

SONY-α5100

像元巨细

3.9µm

镜头焦距

20 mm

绝对航高

256m

空中辨别率

0.05m

快门速率

1/1250

光圈巨细

3.2

ISO

125

航行里程

15.3km

航行工夫

15分钟

拍摄像片

304

航行历程监控各航行参数均正常,巡航时速率根本波动在60 km/h,航行姿势安稳,三姿角度偏向< 5°。整个义务共完成304张原始影像拍摄,经过无人机管家软件智检图举行数据质检,共用时7分钟,确认所有影像及格可用。

 卫星定位数据

飞马智能航测体系F1000搭载了三模单频GPS,航行历程中卫星观察数目一直坚持在20颗以上,无效制止了因一般卫星失锁或观察质量不高而影响全体定位精度的题目。且高精度卫星定位数据能少量增加后续布设空中控制点的事情,或间接使用于无控制点疾速成图的场景。

质检陈诉

3.jpg

图 3 质检陈诉


空三加密

接纳无人机管家举行空三加密处置,导入质检工程文件,颠末主动婚配毗连点、空三加密、影像匀光匀色、正射改正、影像镶嵌等处置,完成点云、DEM、DOM数据提取。

间接定向精度

本次实行中,GPS数据泉源于飞马智能航测体系F1000机上自带吸收机,后续处置中未引上天面控制。为查验F1000天生的DOM间接定向精度,将DOM上人工提取的空中靶标中心坐标与实测靶标数据举行比拟。


表 3 DOM量测值与空中实测值比拟

ID

空中量测值(m)*

DOM量测值(m)*

X

Y

X

Y

f1

8291.548

6537.079

8291.052

6538.360

f2

8247.606

6487.826

8246.746

6489.300

f3

8215.136

6453.402

8214.099

6454.805

f4

8174.210

6417.528

8173.253

6418.647

f5

8139.103

6373.348

8137.997

6374.701

f6

8073.302

6314.483

8071.757

6315.745

f8

8048.552

6408.837

8047.298

6410.298

f9

8093.524

6458.011

8092.792

6459.995

f10

8180.309

6488.627

8179.454

6490.000

f11

8217.079

6521.557

8216.298

6523.046

f12

8258.290

6559.354

8257.545

6560.750

f13

8170.937

6624.636

8170.353

6626.546

f14

8152.937

6584.167

8152.652

6586.700

f15

8113.755

6563.328

8112.845

6564.948

f17

8037.276

6480.913

8036.548

6482.339

f18

7979.956

6440.485

7978.743

6442.345

f19

7938.466

6472.861

7937.197

6474.403

f20

7958.810

6532.077

7958.100

6533.751

f21

8003.345

6566.989

8002.651

6568.550

f22

8039.927

6606.669

8039.269

6608.174

f24

8087.375

6658.886

8087.143

6660.349

f26

8020.299

6652.336

8020.496

6654.949

由于未引上天面控制,DOM上量测的坐标与空中真实坐标之间存在肯定的体系偏向。经空三处置消弭体系偏差之后,失掉


表 4 去失体系偏差后DOM量测值与空中实测值比拟

ID

差值(m)

X

Y

XY

f1

0.297

-0.324

0.439

f2

-0.067

-0.131

0.147

f3

-0.244

-0.202

0.316

f4

-0.164

-0.486

0.512

f5

-0.313

-0.252

0.401

f6

-0.752

-0.343

0.826

f8

-0.461

-0.144

0.482

f9

0.061

0.379

0.384

f10

-0.062

-0.232

0.240

f11

0.012

-0.116

0.117

f12

0.048

-0.209

0.214

f13

0.209

0.305

0.370

f14

0.508

0.928

1.059

f15

-0.117

0.015

0.118

f17

0.065

-0.179

0.190

f18

-0.420

0.255

0.491

f19

-0.476

-0.063

0.480

f20

0.083

0.069

0.109

f21

0.099

-0.044

0.109

f22

0.135

-0.100

0.168

f24

0.561

-0.142

0.579

f26

0.990

1.008

1.413

最大值

0.990

1.008

1.413

中偏差

0.376

0.367

0.321

可见,消弭体系偏差的影响后,间接定向失掉的DOM上空中靶标的最大立体偏差约为1.413m,立体偏差中偏差为±0.321m。(注:为掩护测绘效果,对测区坐标举行了失密处置)

4.jpg

图 4 空中靶标散布图


DOM效果图

5.jpg

图 5 DOM效果图


实行结论

本次高空遥感航测义务疾速高效的获取了测区高精度DOM,数据分歧性好、颜色匀称、无分明接缝陈迹。在不利用空中控制点,经空三处置消弭体系偏差的状况下,DOM效果中间接定向立体精度到达1.413m。

飞马智能航测体系F1000搭载了三模单频GPS,经过准确获取拍照中心的地位信息,可以无效增加空中控制点的布设事情,或间接使用于无控制点疾速成图的场景。实行证明F1000可疾速高效获取高精度高空遥感影像地形数据,使得测绘效果更具偶然效性,尤其实用于工夫紧、义务重、特别状况的应急测绘义务,可以为国度底子天文测绘、大比例尺地形获取等使用提供及时牢靠的数据支持。


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