淺析天繪影像目標點位精度分析

司傳波,杜偉超,張廣有

(61206部隊,遼寧 大連 116023)

淺析天繪影像目標點位精度分析

司傳波,杜偉超,張廣有

(61206部隊,遼寧 大連 116023)

天繪衛星系統的應用,使得國內擁有了實時獲取全球地理影像的自主手段,擺脫了遙感測繪數據長期依賴國外商業衛星的被動局面,目前已經逐漸應用于作業生產。本文根據任務生產實踐,利用互聯網資源解決了影像目標點位存在的問題,選擇便于生產的測量方法進行作業,大大提高了整個任務計劃的進度,提高了作業效率。

天繪衛星;控制測量;精度分析

0 引 言

天繪衛星系統采用美國多荷載一體化對地觀測技術,衛星的覆蓋寬度為60 km,可以無縫攝取全球南北緯80°之間區域的影像,“天繪一號”在小衛星平臺上搭載了多種傳感器,總重量約1000 kg,性價比高,實現了無地面控制點攝影測量,其成果可向全球用戶提供服務?！疤炖L一號”衛星已經具備了規模化的生產能力。目前,已經生產了多類衛星影像產品、融合產品和地理信息產品,已經有效覆蓋中國陸地面積90%以上。目前,天繪的地面應用系統運行穩定正常,正在為國防建設和國民經濟建設發揮著重大作用[1]。

隨著,衛星天繪系統的廣泛應用與發展,在日常的作業生產中,也暴露出了許多不足,需要在作業過程中根據實際情況進行改進工作思路與方法,為任務的圓滿完成解決現實存在的問題。

1 問題的提出

近年來隨著無控測量技術的應用,解決了無人區、戈壁灘等困難艱險地區無法進行像控測量,又需要成圖的要求[2]。但天繪衛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區域進行外業實地檢測,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。需要檢測的外業目標點(像控點)一般比較分散,點間距跨度較大,選取一種既可節約時間、提高效率又能提高成果精度的方法至關重要[3-4]。本文結合天繪衛星影像精度檢測的諸多任務,總結了一些經驗和做法,為生產成圖提供了作業依據及方法。

2 天繪影像目標點位存在的問題及解決辦法

通常情況下,領到的資料包括影像目標點信息表和該點及周圍的天繪衛星影像,影像目標點信息表包括點號、坐標系統和概略經緯度以及點位描述等,從該點周圍的天繪衛星影像上很難看出目標點的實地位置。如圖1所示為天繪衛星的影像圖,僅僅顯示了目標點的影像,沒有任何位置信息。為了查找目標點所對應的實地位置,需要根據經緯度坐標分析所在1∶5萬比例尺或更小比例尺的地形圖的圖號,領取所需要的地形圖,根據概略坐標進行展點,找到所在地形圖上的實際位置,因目標點相對分散,每個點分布于不同的地形圖上,這需要花費很多時間查找紙質地形圖,同時紙質地形圖有可能現勢性不一定很好,這種作業方法既不利于快速出測,又影響整個作業的進度。

目前,互聯網衛星影像圖已經廣泛得到應用,而且分辨率、清晰度等能夠滿足日常需求。利用互聯網上的衛星影像圖,只需要把概略經緯度的度分秒格式換算成度,依據換算后的概略經緯度坐標在互聯網上找到相應的衛星影像,分別保存該點周圍的放大圖和有交通地名的縮略圖。如圖2為天繪控制點在互聯網地圖上的影像圖,不僅顯示了目標點的周邊影像,還附有相關位置的信息。此影像圖便可以替代紙質地形圖作為外業計劃用圖,彌補了天繪衛星影像沒有地名,無法分辨實地位置的缺陷。最后,根據點的概略位置再利用互聯網地圖進行導航定位,能方便快捷地找到目標點位實施作業,對于整個任務的進度推進與開展都起到了關鍵作用。

圖1 天繪衛星影像目標點位

圖2 互聯網地圖影像圖目標點位

3 測量方法的比較與成果精度分析

3.1 測量方法的比較

根據外業控制測量實施計劃路線,依據衛星影像上的地名和交通情況,找到實地位置。對于位置的選取,需求單位一般提供兩種方式,一是提供需測點的大概范圍,二是直接說明需測點的實地位置。如果是提供大概范圍的,這就要根據刺點要求進行實地刺點,并進行像片整飾。若直接說明了需測點的實地位置,這就需要根據像控點局部圖像圖和像控點點位說明描述,認真分析,找準需要測量的位置。如果需測點位測錯或測偏,將影響到整個任務的檢測的精度分析,如G066架設于東西公路北側與南北公路中心交叉處。

3.1.1 GNSS導線測量

GNSS導線測量要起閉于國家等級的三角點、導線點、軍控點、GNSS點等。采用附和導線的方法靜態測量45 min.以上。把原始數據導入Pinnacle軟件中,通過基線平差、網平差,得到導線上每個點的平面坐標和大地高,再根據坐標利用高程異常模型軟件解算出該點的高程異常,進而得到該點的正常高。

3.1.2 基于連續運行基準站測量

連續運行基準站是由衛星定位系統接收機、計算機、氣象設備、通訊設備及電源設備、觀測墩等構成的觀測系統。它長期連續跟蹤觀測衛星信號,通過數據通訊網絡定時、實時或按數據中心的要求將觀測數據傳輸到數據中心。它可獨立或組網提供實時、快速或事后的數據服務。根據測量時間下載需要數據,對數據進行整理,并轉換為*.Rinex格式的數據,與外業測量的原始數據進行統一平差而得,此方法不受導線邊長的限制[5-7]。

為了保證測量精度,同時也為了檢驗控制點的測量方法,本次外業任務對同一個點進行了GNSS導線測量和基于連續運行基準站測量的兩種測量方法,目的旨在驗證基于衛星連續運行基準站測量方法精度的可靠性。

3.2 天繪影像目標點位精度分析

根據某項外業任務的數據成果,在其中選取五個目標點,通過上述兩種測量方法得到的坐標進行對比分析,如表1所示,根據比對結果發現差值最大在12 cm,滿足成圖精度。根據利用基于連續運行基準站的測量方法完全可以滿足成圖要求。

在本次任務中,選取10個目標控制點,通過衛星連續運行基準站測量的方法對其進行測量,如表2所示,并根據不同的觀測時間長度計算得到的中誤差進行比較[8],通過比較發現,測量的時間越長,中誤差越小,得到的控制點精度越高,但都在厘米級內,符合航測成果成圖的要求。因此若采用基于連續運行基準站的測量方法,測量時間只要在50 min以上就可以滿足精度要求。

表1 GNSS導線測量和基于連續運行基準站測量差值統計

表2 基于連續運行基準站測量的中誤差統計表

通過對GNSS導線測量和基于連續運行基準站測量的兩種方法比較分析,基于連續運行基準站測量滿足航測成圖精度要求,并且作業方便快捷,精度與傳統GNSS導線測量相差不大。在天繪衛星影像的控制測量過程中,完全可以選擇基于連續運行基準站測量的方法進行作業。

4 結束語

本文通過對天會衛星影像存在的問題進行分析,利用互聯網地圖資源結合多種地圖,解決了點位難尋影響作業效率的問題。進而,通過GNSS導線測量與基于衛星連續運行基準站測量兩種方法的比較與精度分析,選擇基于衛星連續運行基準站測量的方法進行控制測量,既滿足了成圖精度要求同時也提高了作業效率。

[1] 王任享,胡莘,王新義，等.“天繪一號”衛星工程建設與應用[J]. 遙感學報,2012(16):2-5.

[2] 孫大海,李五,吳世英.天繪一號衛星攝影測量參數檢測需注意的問題[J].軍事測繪導航,2016(1):43-44.

[3] 刑帥,李鵬程,徐青,等.天繪一號衛星影像的地物判繪作業新方法[J]. 軍事測繪導航,2016(1):47-48.

[4] 劉暉,時曉燕,楊沾吉,等.深圳市連續運行衛星定位服務系統的建立與實驗[J].測繪通報,2003(9):33-36.

[5] 孫成忠,李成名,洪志剛.基于衛星遙感影像的城市地圖快速更新技術[J].測繪通報,2002,(12):17-19.

[6] 鄔曉光,黃北新,丁銳.GPS-RTK技術在城市測量中的應用[J].城市勘測,2004(1):46-48.

[7] 周立,王繼剛.GPS-RTK流動站誤差影響分析與對策[J].測繪工程,2006(5):47-51.

[8] 劉文建,黃聲享,林劍.CORS系統組網方案探討[J].測繪信息與工程,2006,31(2): 44-45.

[9] 吳向陽,魏小寧.關于GPS 網平差中若干特殊問題的處理[J].測繪通報,2004(7):9-11.

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、地圖制圖等指導和管理工作。

聯系人: 司傳波 E-mail:schp-gyx@163.com