像控測量及內(nèi)業(yè)處理流程探討

鄒炳柱

摘 要：基于廣東某像控測量任務為背景，本文首先探討了將CORS技術(shù)應用于像控測量的工作原理，進而詳細探討了具體的作業(yè)流程，包括前期的數(shù)據(jù)準備、像控點的目標選擇、像控點位置標定和像控點的位置測量，以及內(nèi)業(yè)處理、像控測量誤差來源分析和像控測量的質(zhì)量保障措施等。結(jié)果表明：使用CORS不僅能達到像控點測量的精度要求，而且誤差分布均勻、測圖精度高，不存在誤差的積累。

關(guān)鍵詞：CORS 像控測量 誤差 質(zhì)量保證

中圖分類號：P23 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（b）-0060-02

1 前期數(shù)據(jù)準備

為了實現(xiàn)GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)的聯(lián)合平差與高程轉(zhuǎn)換，GPS 網(wǎng)中必須有一定數(shù)量的已知三維地方坐標和GPS坐標控制點，其實際數(shù)量一般不低于3～4個（本項目采用了7個控制點），且要求分布均勻。如果控制點沒有高程，可從附近高精度水準點引測。此外，為了更進一步驗證平差結(jié)果，還要求有一定數(shù)量的已知點作為驗證點。根據(jù)測區(qū)交通和地理環(huán)境信息，精心安排同步觀測計劃，既要保證設計的線路能夠順利在實地標出，又要考慮所選像控點在實地無法觀測等情況，做好在附近找點的準備，更要考慮如何省時高效地完成觀測任務。

2 像控點測量

根據(jù)獲取的影像圖，該區(qū)覆蓋了3個條帶的QuickBird影像，共9景數(shù)據(jù)需要做正射糾正，而正射糾正采用的像控點必須滿足2個基本條件：一是像控點必須分布均勻，二是每景像控點個數(shù)必須滿足微分多項式，根據(jù)該區(qū)的地形地貌特點本方案初步設計對于山區(qū)地段采用4次多項式、平原地區(qū)采用2次多項式來做正射糾正，4次多項式需要的控制點個數(shù)為15個以上，2次多項式需要的控制點個數(shù)為10個，為滿足不同條帶接邊限差，故不同條帶接邊處必須共用相同的控制點數(shù)據(jù)（和相鄰景接邊處一般為3～4個），因此本項目測區(qū)均勻分布共約80個點作為正射糾正的基礎控制點，分布如圖1所示。

2.1 像控點的目標選擇

像控點的目標選擇是GPS像控測量中一個關(guān)鍵問題，內(nèi)業(yè)選點必須要考慮幾個方面：（1）像控點具有容易識別的特征，在實地、影像圖上均都能明確辨認。（2）像控點應該具有相對永久固定的特征，不容易隨著城市建設頻繁變化。（3）像控點較理想的目標是近于直角而且又近于水平的線狀地物的交點和地物拐角上，如道路交叉點、拐角點、圍墻或平臺的拐角點等。（4）像控點應盡量避免選擇高電區(qū)、高建筑物區(qū)等帶有信號干擾、信號盲區(qū)的地方。（5）像控點附近交通應較為理想。

2.2 像控點的位置標定

相片由于像控點坐標誤差的影響使相片邊緣產(chǎn)生的像點位移和影像變形比中心部分要嚴重。為了提高外業(yè)判讀刺點和內(nèi)業(yè)點位的量測精度，相片所選像控點的位置距相片邊緣要大于1～1.5cm。像控點選定之后，相片上要準確標示出它的位置。最常用的方法是用細針在像控點的影像上刺一小孔，小孔中心表示該點在相片的精確位置，刺孔不得超過0.1mm。刺點時要將相片影像與地物形狀仔細對照辨認，點位刺出后，要實地檢查核對并做點之記。該點之記與控制點的點之記不同，主要是為了便于內(nèi)業(yè)人員判點。記錄中要包括點號、刺點位置文字說明，文字字頭朝北，可充分利用代碼記錄更多信息。在內(nèi)業(yè)工作中可以將這些現(xiàn)場的草圖描繪用AutoCAD進行整飾與保存。

2.3 像控點的位置測量

（1）設備準備與設置。采用網(wǎng)絡RTK作業(yè)，在本項目只需要準備2.2中所描述的用戶設備，即RTK接收機、接收天線、電源、手簿、通訊模塊（GPRS接入設備）即可，連接好設備后通過GPRS方式撥號接入系統(tǒng)，用廣東省國土局提供的GDCORS賬號登錄GDCORS系統(tǒng)，并進行簡單的網(wǎng)絡、解算方式等設置，即可接入GDCORS系統(tǒng)。

（2）野外點校正。像控測量中網(wǎng)絡RTK實測的坐標為 WGS-84大地坐標系坐標，而本項目需要的是廣州城建坐標系及西安80坐標系成果。因此，我們必須通過觀測已知點進行聯(lián)測來求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。在靜態(tài)測量中，可通過與地方坐標控制點聯(lián)測，并使用后處理軟件來求取WGS-84坐標與地方坐標的轉(zhuǎn)換關(guān)系，進而把GPS觀測的WGS-84坐標成果轉(zhuǎn)換為用戶所需坐標成果。

（3）觀測與記錄。在本項目中，像控點一般取100個歷元觀測值的平均值作為觀測結(jié)果，每個像控點觀測3次，并取平均值作為該點的觀測結(jié)果。每個像控點的觀測均要按照《實時定位觀測記錄表》記錄，并在點位上做好標記，用數(shù)據(jù)相機拍照正面、遠景、近景3張照片。

3 內(nèi)業(yè)處理

網(wǎng)絡RTK的另一個提高效率的表現(xiàn)在于內(nèi)外業(yè)一體化，相對于在外業(yè)過程中把內(nèi)業(yè)部分的計算（即數(shù)據(jù)后處理）工作已經(jīng)完成，因此，本項目的內(nèi)業(yè)工作主要有以下幾項內(nèi)容：（1）觀測記錄的整理，觀測記錄的整理包括觀測記錄的計算整理、像控點位置示意圖詳繪等，涉及坐標轉(zhuǎn)換后處理工作的需要將觀測原始坐標文件按照固定的格式進行簡單的編輯。（2）像控點平均值計算，每個點觀測3次，所有單次初始化平均值求取平均值作為該點觀測成果。（3）坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。（4）高程解算。

4 像控測量的誤差來源

根據(jù)像控測量的作業(yè)流程，像控測量的誤差來源主要有三個方面：（1）選點誤差，主要來自于內(nèi)業(yè)人員對影像圖的判讀、圖上標繪、刺點等所引起的誤差。（2）觀測誤差，主要有儀器對中誤差，觀測方法（觀測時長、觀測歷元數(shù)）引起的誤差。（3）GDCORS本身存在誤差，包括與衛(wèi)星有關(guān)、信號傳播有關(guān)、儀器設備有關(guān)的誤差。

5 結(jié)語

通過該項目的實施，與傳統(tǒng)像控測量相比，主要總結(jié)了使用CORS以下幾點優(yōu)勢：（1）精度高，使用CORS不僅能達到像控點測量的精度要求，而且誤差分布均勻、測圖精度高，不存在誤差的積累。（2）單機作業(yè)，完全可以滿足大比例尺航測成圖的要求。無需重復架設基準站，不受基站與流動站距離影響，做到真正的單機作業(yè)。（3）內(nèi)外業(yè)一體化，可以根據(jù)測區(qū)的實際情況選擇合適的坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)求解方法。參與坐標轉(zhuǎn)換只需要對測區(qū)內(nèi)均勻分布的3個或3個以上的控制點進行復測即可求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，計算可以由手簿自動完成。（4）外業(yè)工作強度減低，在滿足精度要求的情況下，盡可能地減少外業(yè)的工作強度。（5）效益好，主要體現(xiàn)在經(jīng)濟效益和社會效益兩個方面。

參考文獻

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