文档介绍：第 2 期,总第 60 期国土资源遥感 No. 2,2004
2004 年 6 月 l5 日 REMOTE SENSING FOR LAND & RESOURCES Jun. ,2004
机载 POS 系统对地定位方法初探
郭大海l,2 ,吴立新l ,王建超l ,郑雄伟2
(l. 中国矿业大学北京校区 3S 与沉陷工程研究所,北京 l00083;2. 中国国土资源航空物探遥感
中心,北京 l00083)
摘要:高精度定位定向系统(Position & Orientation System,简称 POS 系统)能够获取机载传感器的空间位置和三轴
姿态信息,从而定量化反演遥感信息获取过程,实现机载遥感直接对地定位(Direct Georeferencing)。本文首先介绍
POS 与航空摄影系统的集成方法与工作原理;然后初步分析了 POS 系统的主要误差来源,在此基础上,研究了 POS
系统数据处理及误差控制方法;最后,结合河南安阳飞行试验数据的分析处理结果,进行了精度和可行性分析。
关键词:POS;GPS;IMU;航空摄影测量;区域网平差
中图分类号:V 249. 3 文献标识码:A 文章编号:l00l - 070X(2004)02 - 0026 - 06
成,其中前 3 者必须稳固安装在飞机上,保证在航空
0 引言摄影过程中 3 者之间的相对位置关系不变,如图 l
所示。
POS 集 DGPS(DifferentiaI GPS)技术和惯性导航
(InertiaI Navigation System)技术于一体,可以获取移
动物体的空间位置和三轴姿态信息,广泛应用于飞
机、轮船和导弹的导航定位。POS 包括 GPS( GIobaI
Positioning System)接收机和 IMU( InertiaI Measure-
ment Unit)两个部分,亦称 GPS / IMU 集成系统。
将 POS 系统和航摄仪集成在一起,通过 GPS 载
波相位差分定位获取航摄仪的位置参数及惯性测量
单元 IMU 测定航摄仪的姿态参数,经 IMU、DGPS 数
据的联合后处理,可直接获得测图所需的每张像片 6
个外方位元素,从而能够大大减少乃至无需地面控
图和航空摄影系统的集成
制直接进行航空影像的空间地理定位,为航空影像 l POS
的进一步应用提供快速、便捷的技术手段。在崇山航摄仪主点、GPS 天线和 IMU 三者之间的空间
坐标变换可以通过坐标变换实现。图中、
峻岭、戈壁荒漠等难以通行的地区,如国界、沼泽滩 l !GPS
涂等作业员根本无法到达的地区,采用、和、、个常量需要在飞行摄影
POS 系统和"GPS #GPS !Sens "Sens #Sens6
航空摄影系统集成进行直接空间对地定位,快速高之前或摄影完成之后进行测定。为了保证获取航摄
效地编绘基础地理图件将是非常行之有效的方法。仪曝光瞬间摄影中心的空间位置和姿态信息,航摄
仪应该提供或加装曝光传感器及脉冲输出装置。目
目前,机载 POS 系统直接对地定位技术处于进一步
试验研究和逐步应用于生产的阶段。前,Leica 公司的 RC - 20、RC - 3