像控測(cè)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(cè)量任務(wù)為背景，本文首先探討了將CORS技術(shù)應(yīng)用于像控測(cè)量的工作原理，進(jìn)而詳細(xì)探討了具體的作業(yè)流程，包括前期的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、像控點(diǎn)的目標(biāo)選擇、像控點(diǎn)位置標(biāo)定和像控點(diǎn)的位置測(cè)量，以及內(nèi)業(yè)處理、像控測(cè)量誤差來(lái)源分析和像控測(cè)量的質(zhì)量保障措施等。結(jié)果表明：使用CORS不僅能達(dá)到像控點(diǎn)測(cè)量的精度要求，而且誤差分布均勻、測(cè)圖精度高，不存在誤差的積累。

關(guān)鍵詞：CORS 像控測(cè)量 誤差 質(zhì)量保證

中圖分類(lèi)號(hào)：P23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）07（b）-0060-02

1 前期數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

為了實(shí)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(biāo)和GPS坐標(biāo)控制點(diǎn)，其實(shí)際數(shù)量一般不低于3～4個(gè)（本項(xiàng)目采用了7個(gè)控制點(diǎn)），且要求分布均勻。如果控制點(diǎn)沒(méi)有高程，可從附近高精度水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)。此外，為了更進(jìn)一步驗(yàn)證平差結(jié)果，還要求有一定數(shù)量的已知點(diǎn)作為驗(yàn)證點(diǎn)。根據(jù)測(cè)區(qū)交通和地理環(huán)境信息，精心安排同步觀測(cè)計(jì)劃，既要保證設(shè)計(jì)的線路能夠順利在實(shí)地標(biāo)出，又要考慮所選像控點(diǎn)在實(shí)地?zé)o法觀測(cè)等情況，做好在附近找點(diǎn)的準(zhǔn)備，更要考慮如何省時(shí)高效地完成觀測(cè)任務(wù)。

2 像控點(diǎn)測(cè)量

根據(jù)獲取的影像圖，該區(qū)覆蓋了3個(gè)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(diǎn)必須滿(mǎn)足2個(gè)基本條件：一是像控點(diǎn)必須分布均勻，二是每景像控點(diǎn)個(gè)數(shù)必須滿(mǎn)足微分多項(xiàng)式，根據(jù)該區(qū)的地形地貌特點(diǎn)本方案初步設(shè)計(jì)對(duì)于山區(qū)地段采用4次多項(xiàng)式、平原地區(qū)采用2次多項(xiàng)式來(lái)做正射糾正，4次多項(xiàng)式需要的控制點(diǎn)個(gè)數(shù)為15個(gè)以上，2次多項(xiàng)式需要的控制點(diǎn)個(gè)數(shù)為10個(gè)，為滿(mǎn)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(diǎn)數(shù)據(jù)（和相鄰景接邊處一般為3～4個(gè)），因此本項(xiàng)目測(cè)區(qū)均勻分布共約80個(gè)點(diǎn)作為正射糾正的基礎(chǔ)控制點(diǎn)，分布如圖1所示。

2.1 像控點(diǎn)的目標(biāo)選擇

像控點(diǎn)的目標(biāo)選擇是GPS像控測(cè)量中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，內(nèi)業(yè)選點(diǎn)必須要考慮幾個(gè)方面：（1）像控點(diǎn)具有容易識(shí)別的特征，在實(shí)地、影像圖上均都能明確辨認(rèn)。（2）像控點(diǎn)應(yīng)該具有相對(duì)永久固定的特征，不容易隨著城市建設(shè)頻繁變化。（3）像控點(diǎn)較理想的目標(biāo)是近于直角而且又近于水平的線狀地物的交點(diǎn)和地物拐角上，如道路交叉點(diǎn)、拐角點(diǎn)、圍墻或平臺(tái)的拐角點(diǎn)等。（4）像控點(diǎn)應(yīng)盡量避免選擇高電區(qū)、高建筑物區(qū)等帶有信號(hào)干擾、信號(hào)盲區(qū)的地方。（5）像控點(diǎn)附近交通應(yīng)較為理想。

2.2 像控點(diǎn)的位置標(biāo)定

相片由于像控點(diǎn)坐標(biāo)誤差的影響使相片邊緣產(chǎn)生的像點(diǎn)位移和影像變形比中心部分要嚴(yán)重。為了提高外業(yè)判讀刺點(diǎn)和內(nèi)業(yè)點(diǎn)位的量測(cè)精度，相片所選像控點(diǎn)的位置距相片邊緣要大于1～1.5cm。像控點(diǎn)選定之后，相片上要準(zhǔn)確標(biāo)示出它的位置。最常用的方法是用細(xì)針在像控點(diǎn)的影像上刺一小孔，小孔中心表示該點(diǎn)在相片的精確位置，刺孔不得超過(guò)0.1mm。刺點(diǎn)時(shí)要將相片影像與地物形狀仔細(xì)對(duì)照辨認(rèn)，點(diǎn)位刺出后，要實(shí)地檢查核對(duì)并做點(diǎn)之記。該點(diǎn)之記與控制點(diǎn)的點(diǎn)之記不同，主要是為了便于內(nèi)業(yè)人員判點(diǎn)。記錄中要包括點(diǎn)號(hào)、刺點(diǎn)位置文字說(shuō)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(chǎng)的草圖描繪用AutoCAD進(jìn)行整飾與保存。

2.3 像控點(diǎn)的位置測(cè)量

（1）設(shè)備準(zhǔn)備與設(shè)置。采用網(wǎng)絡(luò)RTK作業(yè)，在本項(xiàng)目只需要準(zhǔn)備2.2中所描述的用戶(hù)設(shè)備，即RTK接收機(jī)、接收天線、電源、手簿、通訊模塊（GPRS接入設(shè)備）即可，連接好設(shè)備后通過(guò)GPRS方式撥號(hào)接入系統(tǒng)，用廣東省國(guó)土局提供的GDCORS賬號(hào)登錄GDCORS系統(tǒng)，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)、解算方式等設(shè)置，即可接入GDCORS系統(tǒng)。

（2）野外點(diǎn)校正。像控測(cè)量中網(wǎng)絡(luò)RTK實(shí)測(cè)的坐標(biāo)為 WGS-84大地坐標(biāo)系坐標(biāo)，而本項(xiàng)目需要的是廣州城建坐標(biāo)系及西安80坐標(biāo)系成果。因此，我們必須通過(guò)觀測(cè)已知點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)來(lái)求解轉(zhuǎn)換參數(shù)。在靜態(tài)測(cè)量中，可通過(guò)與地方坐標(biāo)控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)，并使用后處理軟件來(lái)求取WGS-84坐標(biāo)與地方坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，進(jìn)而把GPS觀測(cè)的WGS-84坐標(biāo)成果轉(zhuǎn)換為用戶(hù)所需坐標(biāo)成果。

（3）觀測(cè)與記錄。在本項(xiàng)目中，像控點(diǎn)一般取100個(gè)歷元觀測(cè)值的平均值作為觀測(cè)結(jié)果，每個(gè)像控點(diǎn)觀測(cè)3次，并取平均值作為該點(diǎn)的觀測(cè)結(jié)果。每個(gè)像控點(diǎn)的觀測(cè)均要按照《實(shí)時(shí)定位觀測(cè)記錄表》記錄，并在點(diǎn)位上做好標(biāo)記，用數(shù)據(jù)相機(jī)拍照正面、遠(yuǎn)景、近景3張照片。

3 內(nèi)業(yè)處理

網(wǎng)絡(luò)RTK的另一個(gè)提高效率的表現(xiàn)在于內(nèi)外業(yè)一體化，相對(duì)于在外業(yè)過(guò)程中把內(nèi)業(yè)部分的計(jì)算（即數(shù)據(jù)后處理）工作已經(jīng)完成，因此，本項(xiàng)目的內(nèi)業(yè)工作主要有以下幾項(xiàng)內(nèi)容：（1）觀測(cè)記錄的整理，觀測(cè)記錄的整理包括觀測(cè)記錄的計(jì)算整理、像控點(diǎn)位置示意圖詳繪等，涉及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后處理工作的需要將觀測(cè)原始坐標(biāo)文件按照固定的格式進(jìn)行簡(jiǎn)單的編輯。（2）像控點(diǎn)平均值計(jì)算，每個(gè)點(diǎn)觀測(cè)3次，所有單次初始化平均值求取平均值作為該點(diǎn)觀測(cè)成果。（3）坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。（4）高程解算。

4 像控測(cè)量的誤差來(lái)源

根據(jù)像控測(cè)量的作業(yè)流程，像控測(cè)量的誤差來(lái)源主要有三個(gè)方面：（1）選點(diǎn)誤差，主要來(lái)自于內(nèi)業(yè)人員對(duì)影像圖的判讀、圖上標(biāo)繪、刺點(diǎn)等所引起的誤差。（2）觀測(cè)誤差，主要有儀器對(duì)中誤差，觀測(cè)方法（觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)、觀測(cè)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(hào)傳播有關(guān)、儀器設(shè)備有關(guān)的誤差。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施，與傳統(tǒng)像控測(cè)量相比，主要總結(jié)了使用CORS以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：（1）精度高，使用CORS不僅能達(dá)到像控點(diǎn)測(cè)量的精度要求，而且誤差分布均勻、測(cè)圖精度高，不存在誤差的積累。（2）單機(jī)作業(yè)，完全可以滿(mǎn)足大比例尺航測(cè)成圖的要求。無(wú)需重復(fù)架設(shè)基準(zhǔn)站，不受基站與流動(dòng)站距離影響，做到真正的單機(jī)作業(yè)。（3）內(nèi)外業(yè)一體化，可以根據(jù)測(cè)區(qū)的實(shí)際情況選擇合適的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)求解方法。參與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換只需要對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)均勻分布的3個(gè)或3個(gè)以上的控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)即可求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，計(jì)算可以由手簿自動(dòng)完成。（4）外業(yè)工作強(qiáng)度減低，在滿(mǎn)足精度要求的情況下，盡可能地減少外業(yè)的工作強(qiáng)度。（5）效益好，主要體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益兩個(gè)方面。

參考文獻(xiàn)

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