差分系統在無人機測量1∶2000地形圖中的應用

錢正宇

【摘? 要】無人機在進行測繪工作期間需要針對像控點問題和高程精度問題進行適當的參考，以此來提升差分系統在無人機測量1：2000地形圖中的應用效果。本文基于此針對差分系統在無人機測量1：2000地形圖中的應用展開研究，首先闡述了測區及設備概況進行簡要介紹，其次闡述了差分設備的安裝及地面基準站的架設，最后提出了項目施測及成果精度對比。

【關鍵詞】無人機;像控點;差分系統;航空攝影測量

引言

相比較傳統所使用的衛星遙感攝影技術，現階段新興起的無人機攝影測量技術在工期、分辨率和機動性等方面都具有較高的優勢，而其余載人航空攝影測量相互比較則在成本和安全性方面具備較高的優勢。本文以DM150C型號的無人機作為研究對象，測繪區域為新疆某區域的風電場，測繪項目則為1：2000，以此展開研究并應用差分系統來進行成圖精度和像控點數量影響的對比分析。

1.測區及設備概況

（1）測區概況。本項目所測量的區域是新疆維吾爾自治區北部，被測量區域的總面積參數為45km2，海拔高度參數870～970m，地形種類為荒漠沙地，地形情況相對較為開闊，具有良好的日光照射條件，對航測工作的負面因素較少，被測量區域內的山丘縱橫，因此對車輛行駛造成嚴重影響，進行像控點布設的難度較高。

（2）航攝布設及設備參數。被測量區域的范圍面積較大，因此落差值較小，按照發布的低空數字航空攝影規范，明確設置相關的航測參數：航向重疊75%，地面分辨率12cm，旁向重疊50%，航飛海拔1800.00m，攝影基線124m，本次航攝應用設備的具體參數如表1所示。

2.差分設備的安裝地面基準站的架設

CNSS所使用的空中三角測量理論體系則需要通過安裝在航攝飛機，利用GNSS接收機能夠對CNSS衛星信號進行適當的處理檢測，通過航空攝影技術能夠利用自身的脈沖能夠將CNSS載波相關的測量動態定位技術所具備的離線數據能夠有效管理內部的三維坐標，將其內部所測試的最終觀測數值添加到攝影測量區域內部來進行平差測繪，通過構建一致的數學模型來明確地面目標點位和相片方位元素，最終能夠針對質量問題展開相關的評定，無人機的差分系統囊括了機載高頻輕型接收機、地面基準站和天線，具體工作原理如圖1所示。

（1）機載差分設備安裝。機載差分系統在安裝方面比較容易，但是安裝的位置需要進行適當的調查，要確保直接接收器能夠順利接收到信號，避免安裝工藝出錯所引發的數據丟失現象發生，因此需要注意如下幾方面：

首先，要將差分天線設備安裝在遠離無人機的區域;其次，要將差分天線安裝在攝像機的正上方，確保最終記錄的空間位置與航攝儀之間的位置相鄰;再次，差分天線不可安裝在機身過于抖動的位置，防止過度振動對數據傳輸鏈造成嚴重的負面影響;最后CNSS定位是通過衛星技術實現，因此需要安裝在適合無人機工作的地方。

（2）差分基準站架設。首先，基準站需要安裝在視野較為廣闊的地點，要確保改地點坐標系與像控點坐標系之間相同，保證曝光點線坐標與地面測量系統之間的尺寸基準度相同。

其次，基準站應當設置開機時間為機載差分的10min以上，關機時間需要比機載設備晚10min。

最后，充足的數據能夠有助于對未知數的計算，因此基準站在靜態數據采樣頻率設置方面應當設置為1Hz。

3.項目施測及成果精度對比

（1）裝載差分設備前后像控點布設。①差分設備布設準備階段。在該階段設備需要針對區域網的像控點進行有序布設，要確保航線兩旁和中央的平高點設置有效的控制點，相鄰控制點的跨度基線需要設置為7條以上，區域網采用加密的平差區域設置，最外圍區域需要設置大量的像控點來實現對行社區與的聯系，一共設置了114個像控點。②裝載差分設備之后。需要針對設備的隔行帶問題進行重新加密，將原本布設方案當中的像控點數量進行一定的精簡，本文在試驗期間將其精簡到了58個。

（2）差分系統精度。應用差分系統能夠對航線范圍內部的查分數據情況進行精準度方面的試驗，實驗結果的除CNSS系統的解始設置為固定解，因此CNSS在差分航跡點方面存在著較高的連續性，最終定位的精度小于3cm。

（3）縮減像控點前后精度分析。在實際作業期間應用CNSS系統的動態RTK技術能夠針對檢查點進行有效的數據采集，應用到立體像對定位精度方面進行檢查之后能夠得出航攝的最終數據，像控點能夠對光束法區內部的區域進行解算，要確保機載差分CNSS數據能夠充當觀測值進行觀測，具體平差精度的檢查結果如表2所示。

4.結語

本文通過研究結果得出了無人機差分設備的改進工作，通過精度對比和實際測量對比等方式進行對比，對比結果得出在同樣地形1：2000測繪當中應用無人機差分系統能夠在保證地形圖高程和平面精度的基礎上降低49%的像控點數量，以此降低對現場設備投入的資金成本，減少項目的施工工期，具有顯著的像控工作效果。

參考文獻

[1]石碩.UAV航攝系統在水電工程大比例尺地形圖測量中的應用[J].中國水能及電氣化，2020（01）：26-30.