[發明專利]一種無人機航拍光束法平差攝影測量方法

在審

• 申請號: 201710185406.5
• 申請日: 2017-03-25
• 公開（公告）號: CN106918327A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 馮仲科;邱梓軒;于東海
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: G01C11/34
• 分類號: G01C11/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及一種無人機航拍光束法平差攝影測量方法，屬于攝影測量領域。

二、技術背景

解析空中三角測量指的是用攝影測量解析法確定區域內所有影像的外方位元素。光束法區域網空中三角測量是以一幅影像所組成的一束光線作為平差的基本單元，以中心投影的共線方程作為平差的基礎方程。通過各個光線束在空間的旋轉和平移，使模型之間公共點的光線實現最佳的交會，并使整個區域最佳地納入到已知的控制點坐標系統中去。

隨著機載POS系統的發展，在用無人機進行航測時，POS系統可以隨時記錄飛機的飛行姿態以及位置坐標信息，因此可以快捷的獲取影像的外方位元素，這為通過攝影測量的方法解算地面未知點坐標帶來了方便。

一種無人機航拍光束法平差攝影測量方法相對于以往無人機光束法攝影測量，優勢在于，先進行自由網平差，獲得照片間改正數，再進行光束法系統平差，其中，建立P₁～P_n(n≥4)地面控制點，使得測量誤差降到最低。

三、發明內容

一種無人機航拍光束法平差攝影測量方法，主要步驟是，①已知測區內概況、無人機pos數據以及地面控制點P_n(X_n0，Y_n0，Z_n0)(n＞3)；②進行自由網平差，獲得第i+1張像片的同名點相對于第i張像片的同名點外方位元素改正數ΔX⁰_i+1，i，Δω_i+1，Δκ_i+1；③進行光束法系統平差，根據像片間改正數計算各像片攝影中心平差值，再計算各地面控制點P₁～P_n(n≥4)在像片獨立坐標系中的坐標，再把像片坐標系轉換為地面坐標系，最后，獲得光束法平差后測區物方坐標信息。

進行自由網平差，主要步驟是，對于無人機航拍像片來說，第i張像片外方位元素(X_i，Y_i，Z_i，ω_i,k_i)，第i張像片和第i+1張像片第j個同名像點滿足數學模型①

其中，(u_j′，v_j′)，(u_j，v_j)分別是第i+1張、第i張像片對應的同名像點，λ_j′、λ_j分別是第i+1張、第i張像片對應的比例系數；由POS數據可以得出初始值如下，數學模型②數學模型③數學模型④為第i+1張像片POS數據外方位元素，為第i張像片POS數據外方位元素，為第i張像片POS數據角量外方位元素組成的旋轉矩陣初始值，為第i+1張像片POS數據角量外方位元素組成的旋轉矩陣初始值；依據最小二乘法，將POS值代入數學模型①可以獲得數學模型⑤

結合數學模型⑥計算得出和以及b₁、b₂、b₃；將改正后的數學模型①進行線性化，可以獲得數學模型⑦進而可以獲得數學模型⑧進而可以獲得數學模型⑨

代入三個同名點數值可以獲得數學模型⑩

其中，j代表同名點,和以及b₁、b₂、b₃為之前已知計算結果，u_j，v_j，u_j′，v_j′，f為同名像點坐標，因此，可以獲得Δω_i+1，Δκ_i+1等最終改正數。

四、具體實施方式：

(1)已知測區內概況、無人機pos數據以及地面控制點P_n(X_n0，Y_n0，Z_n0)(n＞3)；

(2)進行自由網平差，獲得第i+1張像片的同名點相對于第i張像片的同名點外方位元素改正數Δω_i+1，Δκ_i+1；

(3)進行光束法系統平差，根據像片間改正數計算各像片攝影中心平差值，再計算各地面控制點P₁～P_n(n≥4)在像片獨立坐標系中的坐標，再把像片坐標系轉換為地面坐標系，最后，獲得光束法平差后測區物方坐標信息。