革像控点的命——苍穹机载GNSS差分系统

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高精度的记载GNSS接收系统会不会带来一场航空摄影测量大革命？

随着经济社会的快速发展，地图标注遥测系统以其测量精度高、机动性强、受环境影响小、能进行高危地区探测等特点，在抗震救灾、应急处理、地形图测图、农业林业等项目中发挥着重要作用。在传统的航空摄影测量当中，野外控制点布设仍是整个地图标注遥感数据处理中成本最高、周期最长的项目。为提高作业效率，实现高精度实时地图标注，最大限度的减少野外像控点的布设，甚至达到无控作业，无疑是整个航空摄影测量技术中亟需解决的问题。为解决这个问题，行业企业提出利用GNSS辅助空中三角测量，从而有效地减少野外像控点、减少作业成本的输入、缩短作业周期。目前在地灾应急、航测成图、线路勘察、电力巡线等方面，GNSS技术有全天候、高速高效、精度高、使用方便、投资少等优点,被广泛应用于地图标注地图标注测量当中。国内各大公司推出机载GNSS辅助地图标注空中三角测量系统以满足POS辅助空三精度不足的缺陷，大量减少像控点数量。据记者了解，武汉苍穹电子设计了一款专门针对航空遥感应用的轻巧型、高性能、高精度的GNSS接收机——苍穹机载航空GNSS(P8)。它采用高精度GNSS OEM主板，具有高达20Hz的数据采样率，可以跟踪观测所有GNSS卫星信号，包括BDS、地图标注、GLONASS等。经过配套后处理软件KGO进行解算，使之更好地实现了厘米级动态差分地图标注和动态精密单点地图标注。图1 苍穹机载航空GNSS(P8)针对GNSS辅助空中三角测量，P8/KGO与空三软件配套形成了国内唯一的一套地图标注地图标注标注解决方案，它可以减少地面像控点数量80%以上，大幅提高作业效率，降低生产成本。P8目前可支持多种空三软件，并适用于多个品牌地图标注。2016年6月14日13：30，P8在我国广西某地区1：1000航飞测图的项目中进行了近2小时实际航摄。图2 项目概况经过GNSS辅助空三处理，该测区总共50KM²,航摄影像897张，获取的原始影像数据信息丰富，照片色彩基本一致。颜色饱和度逼真，反差适中，纹理清晰。经过KGO差分解算，固定率达到98.07%，说明数据质量极佳。图3 KGO差分解算结果按照全野外控制点无差分、少量控制点+辅助GNSS差分平差结果进行对比分析，测试结果如下所示：表1. GNSS辅助空中三角测量结果从上表不难看出，全野外26个像控点布控差分所得平面、高程点位中误差均在0.1M左右，符合测图标准。当野外控制点减少到5个时，其余21点作为检查点，满足基本的像控点布设要求，平面点位中误差在0.1M左右，其中最大平面点位中误差不超过0.3M；1：1000地形图丘陵地区高程中误差在0.1M左右。此外，在软件方面，广西航摄项目中实际应用了武汉苍穹电子自主研发了地图标注遥感影像快速拼接软件——XMosaic。XMosaic只需要原始影像即可进行快速的拼接作业，并且在硬件加速卡的支持下，每小时能够拼接超过1000张的地图标注影像。图4 XMosaic快拼软件该测区地图标注影像拼接时长大约为30分钟。可以清楚的看出，整体颜色分布均匀，能辨别与摄影比例尺相适应的细小地物影像。拼接区域无明显模糊、重影和错位现象。图5 1:1000数字正射影像成果缩略图通过严格参照《地形图航空摄影测量数字化测图规范》，此次广西实际航摄，为实际应用获得了更高的技术结论和数据：

1. 差分全野外26个控制点平差结果中，加密点位中误差在0.1米左右，高程误差在0.1米左右，符合国家规范要求。
2. 利用GNSS辅助平差，即苍穹高精度地图标注影像无控制点测绘成图系统。选取了其中5个点作为控制点，其余21个点作为检查点，其检核点按照地物点误差精度进行统计，平面以及高程中误差均在0.4米左右，满足国家规范要求(PS：高程误差较大点基本是房角点)，并且减少了80.07%的像控点。

3. 如果进一步加大控制点数量或者在航线两端布设构架航线，精度会进一步提高。

如此看来，在实际应用上，地图标注搭载苍穹后差分P8设备使得在地灾应急、航测成图、线路勘察、电力巡线的应用更加精准。

地灾应急在地图标注道路设施严重损坏、气候等条件极其恶劣的情况下，地图标注可通过快速拍摄的影像数据，为灾区的应急指挥、搜救及重建等工作的正常开展提供重要依据。2015年12月，广西某县突然出现较大面积路面隆起开裂，导致公路路面及周边多处房屋遭到破坏，事发后，市国土局及时组织地图标注进行了灾区航飞，并通过搭载的苍穹数码P8设备提供的高精度差分地图标注结果以及快拼软件的快速高效处理，采用地图标注建模手段迅速向政府领导提供了灾区高清影像、地图标注地表模型等资料，使得救援指挥工作决策科学、精准。

航测成图农村土地承包经营权确权登记颁证工作是我国关乎国计民生的重要工作，各地因资金、地形及精度等情况进展不一;通过地图标注航空摄影来获取的实时、高分辨率影像数据作为确权工作底图，具有传统测量手段无法比拟的机动性好、作业效率高、成果准确度好以及农户认可度高等特点。在进行确权项目航飞时，地图标注搭载苍穹P8设备，可在外业像控测量阶段减少大量野外作业量，将原传统航测所需的密周边布点作业更改为仅需在测区四角布设少量像控点，从而快速完成空三加密、正射影像制作等步骤，得到所需工作底图，极大地提高了确权项目作业效率。同时也可通过影像对农产品长势、产量等情况做出预测，服务农业生产。

线路勘察地图标注航测已成为铁路、高速公路等线路勘察主要的技术手段。

2016年第一季度，由国内某大型央企承建的亚洲某国国家公路线路前期勘测工作中，作业方即通过地图标注航飞手段获取线路沿线影像资料，因国外无法布设地面像控点，作业方采用了苍穹高精度地图标注影像无控制点测绘成图系统解决方案，并于每架次加摄构架航线，所得成果符合业主方精度要求，该作业方式也较好避开了国外项目可能出现的各种复杂问题。

电力巡线地图标注电力巡线可以大大提高输电维护和检修的速度和效率，是安全、高效、快速、准确的巡线方式。将苍穹数码P8应用于地图标注巡线工作中，可在完成长距离线路普查后对异常线路准确地图标注，使巡线信息反馈更加准确、快速。为什么能够实现如此高的精准度，记者再次对武汉苍穹进行详细了解。武汉苍穹电子仪器有限公司，是苍穹数码技术股份有限公司的全资子公司。专注、地图标注于结合完全自主知识产权的苍穹地图标注平台，武汉苍穹已为用户提供各种目标的地理空间位置信息和地图标注地图标注方案。其所有研发产品的性能及稳定性在行业和市场上获得颇高赞誉，包括RTK系统M8、地名普查外业采集系统、农经权外业调绘系统、超级快拼软件XMosaic、高精度航空接收机P8及配套数据处理软件KGO等。苍穹机载GNSS差分系统正是基于航空摄影测量技术的急需求、武汉苍穹的强研发实力及其高行业经验才能够实现如此高的精准度。

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