淺析天繪影像目標(biāo)點(diǎn)位精度分析

司傳波,杜偉超,張廣有

(61206部隊(duì),遼寧 大連 116023)

淺析天繪影像目標(biāo)點(diǎn)位精度分析

司傳波,杜偉超,張廣有

(61206部隊(duì),遼寧 大連 116023)

天繪衛(wèi)星系統(tǒng)的應(yīng)用,使得國內(nèi)擁有了實(shí)時獲取全球地理影像的自主手段,擺脫了遙感測繪數(shù)據(jù)長期依賴國外商業(yè)衛(wèi)星的被動局面,目前已經(jīng)逐漸應(yīng)用于作業(yè)生產(chǎn)。本文根據(jù)任務(wù)生產(chǎn)實(shí)踐,利用互聯(lián)網(wǎng)資源解決了影像目標(biāo)點(diǎn)位存在的問題,選擇便于生產(chǎn)的測量方法進(jìn)行作業(yè),大大提高了整個任務(wù)計(jì)劃的進(jìn)度,提高了作業(yè)效率。

天繪衛(wèi)星;控制測量;精度分析

0 引 言

天繪衛(wèi)星系統(tǒng)采用美國多荷載一體化對地觀測技術(shù),衛(wèi)星的覆蓋寬度為60 km,可以無縫攝取全球南北緯80°之間區(qū)域的影像,“天繪一號”在小衛(wèi)星平臺上搭載了多種傳感器,總重量約1000 kg,性價比高,實(shí)現(xiàn)了無地面控制點(diǎn)攝影測量,其成果可向全球用戶提供服務(wù)。“天繪一號”衛(wèi)星已經(jīng)具備了規(guī)?；纳a(chǎn)能力。目前,已經(jīng)生產(chǎn)了多類衛(wèi)星影像產(chǎn)品、融合產(chǎn)品和地理信息產(chǎn)品,已經(jīng)有效覆蓋中國陸地面積90%以上。目前,天繪的地面應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定正常,正在為國防建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮著重大作用[1]。

隨著,衛(wèi)星天繪系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用與發(fā)展,在日常的作業(yè)生產(chǎn)中,也暴露出了許多不足,需要在作業(yè)過程中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改進(jìn)工作思路與方法,為任務(wù)的圓滿完成解決現(xiàn)實(shí)存在的問題。

1 問題的提出

近年來隨著無控測量技術(shù)的應(yīng)用,解決了無人區(qū)、戈壁灘等困難艱險(xiǎn)地區(qū)無法進(jìn)行像控測量,又需要成圖的要求[2]。但天繪衛(wèi)星拍攝的影像是否能滿足成圖精度要求,這需要有針對的對相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行外業(yè)實(shí)地檢測,因此控制測量的精度也將影響到檢測的精度和更深層次的分析研究。需要檢測的外業(yè)目標(biāo)點(diǎn)(像控點(diǎn))一般比較分散,點(diǎn)間距跨度較大,選取一種既可節(jié)約時間、提高效率又能提高成果精度的方法至關(guān)重要[3-4]。本文結(jié)合天繪衛(wèi)星影像精度檢測的諸多任務(wù),總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)和做法,為生產(chǎn)成圖提供了作業(yè)依據(jù)及方法。

2 天繪影像目標(biāo)點(diǎn)位存在的問題及解決辦法

通常情況下,領(lǐng)到的資料包括影像目標(biāo)點(diǎn)信息表和該點(diǎn)及周圍的天繪衛(wèi)星影像,影像目標(biāo)點(diǎn)信息表包括點(diǎn)號、坐標(biāo)系統(tǒng)和概略經(jīng)緯度以及點(diǎn)位描述等,從該點(diǎn)周圍的天繪衛(wèi)星影像上很難看出目標(biāo)點(diǎn)的實(shí)地位置。如圖1所示為天繪衛(wèi)星的影像圖,僅僅顯示了目標(biāo)點(diǎn)的影像,沒有任何位置信息。為了查找目標(biāo)點(diǎn)所對應(yīng)的實(shí)地位置,需要根據(jù)經(jīng)緯度坐標(biāo)分析所在1∶5萬比例尺或更小比例尺的地形圖的圖號,領(lǐng)取所需要的地形圖,根據(jù)概略坐標(biāo)進(jìn)行展點(diǎn),找到所在地形圖上的實(shí)際位置,因目標(biāo)點(diǎn)相對分散,每個點(diǎn)分布于不同的地形圖上,這需要花費(fèi)很多時間查找紙質(zhì)地形圖,同時紙質(zhì)地形圖有可能現(xiàn)勢性不一定很好,這種作業(yè)方法既不利于快速出測,又影響整個作業(yè)的進(jìn)度。

目前,互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星影像圖已經(jīng)廣泛得到應(yīng)用,而且分辨率、清晰度等能夠滿足日常需求。利用互聯(lián)網(wǎng)上的衛(wèi)星影像圖,只需要把概略經(jīng)緯度的度分秒格式換算成度,依據(jù)換算后的概略經(jīng)緯度坐標(biāo)在互聯(lián)網(wǎng)上找到相應(yīng)的衛(wèi)星影像,分別保存該點(diǎn)周圍的放大圖和有交通地名的縮略圖。如圖2為天繪控制點(diǎn)在互聯(lián)網(wǎng)地圖上的影像圖,不僅顯示了目標(biāo)點(diǎn)的周邊影像,還附有相關(guān)位置的信息。此影像圖便可以替代紙質(zhì)地形圖作為外業(yè)計(jì)劃用圖,彌補(bǔ)了天繪衛(wèi)星影像沒有地名,無法分辨實(shí)地位置的缺陷。最后,根據(jù)點(diǎn)的概略位置再利用互聯(lián)網(wǎng)地圖進(jìn)行導(dǎo)航定位,能方便快捷地找到目標(biāo)點(diǎn)位實(shí)施作業(yè),對于整個任務(wù)的進(jìn)度推進(jìn)與開展都起到了關(guān)鍵作用。

圖1 天繪衛(wèi)星影像目標(biāo)點(diǎn)位

圖2 互聯(lián)網(wǎng)地圖影像圖目標(biāo)點(diǎn)位

3 測量方法的比較與成果精度分析

3.1 測量方法的比較

根據(jù)外業(yè)控制測量實(shí)施計(jì)劃路線,依據(jù)衛(wèi)星影像上的地名和交通情況,找到實(shí)地位置。對于位置的選取,需求單位一般提供兩種方式,一是提供需測點(diǎn)的大概范圍,二是直接說明需測點(diǎn)的實(shí)地位置。如果是提供大概范圍的,這就要根據(jù)刺點(diǎn)要求進(jìn)行實(shí)地刺點(diǎn),并進(jìn)行像片整飾。若直接說明了需測點(diǎn)的實(shí)地位置,這就需要根據(jù)像控點(diǎn)局部圖像圖和像控點(diǎn)點(diǎn)位說明描述,認(rèn)真分析,找準(zhǔn)需要測量的位置。如果需測點(diǎn)位測錯或測偏,將影響到整個任務(wù)的檢測的精度分析,如G066架設(shè)于東西公路北側(cè)與南北公路中心交叉處。

3.1.1 GNSS導(dǎo)線測量

GNSS導(dǎo)線測量要起閉于國家等級的三角點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)、軍控點(diǎn)、GNSS點(diǎn)等。采用附和導(dǎo)線的方法靜態(tài)測量45 min.以上。把原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入Pinnacle軟件中,通過基線平差、網(wǎng)平差,得到導(dǎo)線上每個點(diǎn)的平面坐標(biāo)和大地高,再根據(jù)坐標(biāo)利用高程異常模型軟件解算出該點(diǎn)的高程異常,進(jìn)而得到該點(diǎn)的正常高。

3.1.2 基于連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站測量

連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站是由衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機(jī)、計(jì)算機(jī)、氣象設(shè)備、通訊設(shè)備及電源設(shè)備、觀測墩等構(gòu)成的觀測系統(tǒng)。它長期連續(xù)跟蹤觀測衛(wèi)星信號,通過數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)定時、實(shí)時或按數(shù)據(jù)中心的要求將觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。它可獨(dú)立或組網(wǎng)提供實(shí)時、快速或事后的數(shù)據(jù)服務(wù)。根據(jù)測量時間下載需要數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,并轉(zhuǎn)換為*.Rinex格式的數(shù)據(jù),與外業(yè)測量的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一平差而得,此方法不受導(dǎo)線邊長的限制[5-7]。

為了保證測量精度,同時也為了檢驗(yàn)控制點(diǎn)的測量方法,本次外業(yè)任務(wù)對同一個點(diǎn)進(jìn)行了GNSS導(dǎo)線測量和基于連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站測量的兩種測量方法,目的旨在驗(yàn)證基于衛(wèi)星連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站測量方法精度的可靠性。

3.2 天繪影像目標(biāo)點(diǎn)位精度分析

根據(jù)某項(xiàng)外業(yè)任務(wù)的數(shù)據(jù)成果,在其中選取五個目標(biāo)點(diǎn),通過上述兩種測量方法得到的坐標(biāo)進(jìn)行對比分析,如表1所示,根據(jù)比對結(jié)果發(fā)現(xiàn)差值最大在12 cm,滿足成圖精度。根據(jù)利用基于連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站的測量方法完全可以滿足成圖要求。

在本次任務(wù)中,選取10個目標(biāo)控制點(diǎn),通過衛(wèi)星連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站測量的方法對其進(jìn)行測量,如表2所示,并根據(jù)不同的觀測時間長度計(jì)算得到的中誤差進(jìn)行比較[8],通過比較發(fā)現(xiàn),測量的時間越長,中誤差越小,得到的控制點(diǎn)精度越高,但都在厘米級內(nèi),符合航測成果成圖的要求。因此若采用基于連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站的測量方法,測量時間只要在50 min以上就可以滿足精度要求。

表1 GNSS導(dǎo)線測量和基于連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站測量差值統(tǒng)計(jì)

表2 基于連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站測量的中誤差統(tǒng)計(jì)表

通過對GNSS導(dǎo)線測量和基于連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站測量的兩種方法比較分析,基于連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站測量滿足航測成圖精度要求,并且作業(yè)方便快捷,精度與傳統(tǒng)GNSS導(dǎo)線測量相差不大。在天繪衛(wèi)星影像的控制測量過程中,完全可以選擇基于連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站測量的方法進(jìn)行作業(yè)。

4 結(jié)束語

本文通過對天會衛(wèi)星影像存在的問題進(jìn)行分析,利用互聯(lián)網(wǎng)地圖資源結(jié)合多種地圖,解決了點(diǎn)位難尋影響作業(yè)效率的問題。進(jìn)而,通過GNSS導(dǎo)線測量與基于衛(wèi)星連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站測量兩種方法的比較與精度分析,選擇基于衛(wèi)星連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站測量的方法進(jìn)行控制測量,既滿足了成圖精度要求同時也提高了作業(yè)效率。

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Analysis on the Application of Mapping Satellite Image in Control Surveying

SI Chuanbo,DU Weichao,ZHANG Guangyou

(61206Troops,Dalian116023,China)

Application of Mapping satellite system,which has the independent domestic means of acquiring real-time global geographic images,get rid of the passive situation of remote sensing and mapping data of long-term dependence on foreign commercial satellite, which has been gradually applied in production. According to the task production practice, this paper solves the problems of image target location using internet resources. select the production method to facilitate the word, greatly improve the progress of the entire task, improve the efficiency of the work.

Mapping satellite; control survey; accuracy analysis

10.13442/j.gnss.1008-9268.2017.03.015

2016-12-25

P228.4

A

1008-9268(2017)03-0073-04

司傳波 (1976-),男,工程師,主要從事攝影測量與遙感、地圖制圖等工作。

杜偉超 (1984-),男,工程師,主要從事攝影測量與遙感、地圖制圖與工程變形監(jiān)測等工作。

張廣有 (1970-),男,漢族,高級工程師,主要從事攝影測量與遙感、地圖制圖等指導(dǎo)和管理工作。

聯(lián)系人: 司傳波 E-mail:schp-gyx@163.com