伴随着社会的发展和需要,航空摄影越来越成为高科技领域中的重要一块。航空摄影,顾名思义就是将专用的照相机(即航摄仪)安装在飞机上,按照一定的技术要求从空中对地面进行摄影的过程。但是对于航空摄影这一高科技技术的高速发展,导航定位又能够起到什么样的作用呢?下面且听笔者细细道来。
航空摄影飞行必须按照航摄计划中的要求,在一定的高度沿设计的航线飞行,以保证所得影像具有具有一定的摄影比例、航向重叠度及旁向重叠度。早期的航空摄影导航是由领航员按照地图上的特征点引导飞机进入航线,并由特征点告知摄影员什么时间开始或者是停止摄影。但是由于工作人员的“视线”容易受到地形或者是大气环境的影响,致使导航定位难度曾大,导航定位的精度降低,最终使得摄影效果不理想。
随着GPS的广泛应用,现已普遍使用GPS进行航空摄影导航。GPS用于航空摄影导航用单点定位即可满足精度要求。单点定位就是根据接收机的观测数据,利用C/A码伪距实时GPS定位来确定接收机位置,即飞机的实时位置。在航空摄影的过程中导航定位应用过程具体如下:
1、确定GPS航线数据,将GPS航线数据输入到相关设备中,编辑各导航点生成航线。航线数据是指各条航线的进入点、开机点、关机点的经纬度,是在地形图设计的航线上按要求进行量算获得的。
2、航摄飞行时,领航员根据GPS显示屏上显示的设计航线,指挥飞行员进入航线并保持飞机按照计划航线飞行,在开机、关机点通知摄影员开、关摄影机。
3、当GPS仅用于航摄飞行导航时,航摄高度一般是按照飞机上的高度表确定的,GPS只负责平面位置的确定。
区域航空摄影摄影过程示意图
圆圈——摄影开始或终止标志;五角星——飞机飞入飞出方向标;
五边形——控制飞行方向地面标志;ABCD——摄影范围线;
可是,当客户想要知道曝光时刻的外方位元素以便于实现无(或少)地面控制点,甚至无需空中三角测量工序即可直接定向测图从而大大缩短作业周期,提高生产效率、降低成本。面对客户的这一要求,仅仅使用上述的GPS导航定位是远远不够的,此时IMU/DGPS组合导航系统辅助航空摄影技术便派上用场。
IMU/DGPS辅助航空摄影测量是指利用装在飞机上的GPS接收机和设在地面上的一个或者是多个基站上的GPS接收机同步而连续的观测GPS卫星信号,通过载波相位观测量差分定位技术获取航摄仪的位置参数,应用与航摄仪紧密固连高精度惯性测量单元(IMU)直接测定航摄仪的姿态参数,通过IMU/DGPS数据的联合后处理技术获得测图所需的每张图片高精度外方位元素的航空摄影测量理论、技术和方法。IMU/DGPS辅助航空摄影测量的方法主要包括直接定向法和IMU/DGPS辅助航空三角测量方法。
直接定向方法是利用高精度差分GPS和惯性测量单元在航空摄影的同时获得差分GPS数据和姿态数据,通过事后GPS差分处理及姿态测量数据处理,获得摄影时刻航摄仪精确位置坐标和姿态,通过对系统误差的改正,进而得到每张图片的高精度外方位元素。IMU/DGPS辅助空中三角测量方法是基于IMU/DGPS技术直接获取每张图的外方位元素作为带权观测值参与摄影测量区域网平差,获得更高精度的像片外方位元素成果。
伴着航空摄影的飞速发展,导航定位在该领域的发展和应用也起着举足轻重的作用,但是两者是相辅相成,优势互补的。本文仅做以相关的介绍和引导,读者如需更深的了解敬请关注BDStar导航圈实现相互切磋学习和进步。
