IMU/DGPS辅助航空摄影测量原理、方法及实践

本文在系统地总结和阐述IMU／DGPS辅助航空摄影测量的有关原理、方法与关键技术的基础上，结合国内开展的生产实验和工程实践，针对实际应用中检校场和GPS基站布设、坐标转换等问题进行了探讨和实验研究，着重对IMU／DGPS辅助航测成图的综合精度进行了分析和验证，并形成一套完整的IMU／DGPS辅助航空摄影测量实施方案。本文主要研究内容如下： 1、通过对国内外IMU／DGPS辅助航空摄影测量技术相关资料的系统分析和整理，并结合实验研究和生产实践，系统地论述了IMU／DGPS系统姿态测量的基本原理、惯性导航技术与摄影测量中坐标系的角度定义以及相互关系、IMU／DGPS系统的构成及应用。从基本原理出发，对不同坐标系统之间的转换、偏心角的解算、IMU／DGPS辅助空中三角测量数学模型等相关内容进行了阐述。 2、通过对检校场作用的系统分析，提出了检校场的布设方案，并通过大量的实测数据进行了实验验证。 3、提出了IMU／DGPS辅助航空摄影测量中对机载GPS定位精度的要求，结合国内情况，进行了基站布设方案研究。提出了“连续运行参考站式”观测和计算方法解求基站坐标的方案，并进行了精度验证；通过实验验证了DGPS计算精度与基站和飞机距离的关系。在此基础上，提出了最佳的基站布设和解算方案以及DGPS计算方案。 4、提出了一种由WGS84坐标系统到我国基础地理坐标系统的转换方法，即采用包含框架转换的局部区域参数转换法进行ITRF2000框架下的WGS84坐标到1980西安坐标的转换，采用“GPS+似大地水准面”技术实现WGS84大地高转换成1985国家高程基准的高程值。对上述方法进行了实测数据检验。实现了在1980西安坐标系和1985国家高程基准下的定向和测图。 5、对IMU／DGPS辅助航测成图的误差源以及成图精度进行了系统分析，从理论上对IMU／DGPS系统定位及测角精度带来的误差影响进行了探讨，并通过大量实际生产实验对多种比例尺IMU／DGPS辅助航测成图的精度进行了综合验证。 6、在我国首次对如何开展IMU／DGPS辅助航空摄影测量项目进行全面的阐述，并提出了一套完整可行的实施方案。