万方数据第１１期程崇木，等：固定翼无人机航空摄影测量精度探讨５５数，然后对影像进行纠正，从而获取可测量的影像。
在像坐标系下，畸变差改正公式为：△ｚ＝（ｘ一茗ｏ）（ｋｉｒ２＋ｋ２ｒ４）＋Ｐ１［ｒ２＋２（ｘ一‰）２］＋２ｐ２（髫一ｚｏ）（Ｙ—Ｙｏ）＋ｎ（ｚ一石ｏ）＋／３（ｙ—Ｙｏ）△ｙ＝（ｙ—Ｙ。
）（☆。
ｒ２＋ｋ２ｒ４）＋Ｐ２［ｒ２＋２（ｙ—Ｙｏ）２］＋２ｐｌ（石一ｚｏ）（Ｙ—Ｙｏ）（１）式中，ｚ，Ｙ为像点坐标；Ａｘ，ａｙ为像点改正值；菇。
，Ｙ。
为像主点；ｒ＝√（戈一戈。
）２＋（Ｙ—Ｙ。
）２；矗。
，ｋ：为径向畸变系数；ｐ。
，Ｐ：为切向畸变系数；仪为像素的非正方图１原始影像与可量化影像的叠加形比例因子；口为ＣＣＤ阵列排列非正交性的畸变系数。
由此，引入畸变差后的共线方程，通过共线方程式可解算畸变差参数：ｘ—ｚ。
一△ｘ＝一厂：÷；；；；．＿；÷；—；—：；÷；；－；｝＿；；；揣ｙ一，，。
一△ｙ＝一，：；；；；；＿＿；÷；—；—：；；；ｊ：—；ｉ；糕（２）式中，ｘ，ｙ，ｚ为相机的空间坐标；ｘ，，ｔ，ｚ。
为相机的外方位元素的线元素；ａｌ，ｂ１，Ｃｌ，ａ２，ｂ２，Ｃ２，ａ３，ｂ３，ｃ３为矩阵旋转系数。
同时，可以通过构建共线方程来解算加固改装后的相机内方位元素：ｆｌｏｊ（Ｘ—Ｘ。
）＋ｂｌ（Ｙ—Ｙｓ）＋ｃ。
（Ｚ—Ｚ。
）ｌ“～一。
０３（ｘ—Ｘ；）＋ｂ３（ｙ—Ｆ）＋ｃ３（Ｚ—Ｚ。
），ｎ２（ｘ—Ｘ。
）＋ｂ：（Ｙ一¨）＋ｃ：（Ｚ—Ｚ。
）【７’ｏ一。
０３（ｘ—Ｘ。
）＋ｂ３（Ｙ—Ｆ）＋ｃ３（Ｚ—Ｚ，）（３）由此，可以获取相机可量测化的所有误差因素的参数，固定翼无人机航空摄影获取影像后，通过修正，得到的重采样数码影像即可以满足摄影测量的要求。
可以通过实例观察这些误差对测量造成的精度影像，图１是原始影像与可量化影像的叠加图。
从叠加影像的中心到边缘，分别裁取３块影像，直观地观察畸变差等对成像的影响。
从图１和图２可以直观地看出，加固改装后的ＣＣＤ相机存在着很大的误差（仪器误差）。
本例影像航高５００ｍ，地面实际分辨率８ｅｍ，从光轴中心到影像边缘这种误差逐步加大，到边缘部分最大为３０个像素左右，平面误差２～３Ｉｎ。
很显然，仪器误差是航空摄影测绘所不能接受的，必须通过标定，对这种误差进行处理和消除，将其限定在一定范围内，以满足航空摄影测绘的要求。
图２从影像中心到边缘裁职的影像３内业数据采集测量误差分析固定翼无人机航空摄影系统采用的ＣＣＤ阵面为矩形阵面。
这与传统正方形幅面有所不同。
这样，在航空摄影时，ＣＣＤ阵面的放置方向将会影响摄影测量内业成图的量测交会角的大小，从而影响像坐标测量精度。
以武汉海地测绘科技有限公司研制的固定翼无人机航空摄影系统所搭载的传感器来分析，其ＣＣＤ阵面像素为８９８４×６７３２（行×列）像素数，象元尺寸为６¨ｍ，鉴定焦距为４６．２１３２ｍｍ，按航向６０％的重叠度进行航空摄影，则像方基线长度（图３）为：ｂ＝（１—６０％）×Ｌ。
式中，￡，为航向像片幅面宽度。
那么，像点交会角为：ｐ＝ａｒｃｔａｎ（ｂ／ｆ）式中，．厂见图３。
以６表示作业员在航向方向测量的左右视差误差，一般按象元尺寸的１／３来估算，那么由于作业员测量误差产生的平面误差为：Ａｚ＝ｍ×６式中，ｍ为航摄比例尺分母。
高程误差为：Ａｈ＝Ａｘ／ｔａｎＯ根据以上公式，可估算１５００ｍ航高时，该固定翼无人机航空摄影系统所能达到的平面和高程测量精度。
（１）ＣＣＤ阵面长边垂直于航线方向。
在这种相万方数据万方数据固定翼无人机航空摄影测量精度探讨作者：程崇木， 张俊华， 孙炜， 唐建林， 高宇， CHENG Chongmu， ZHANG Junhua， SUN Wei ， TANG Jianlin， GAO Yu作者单位：程崇木,张俊华,孙炜,CHENG Chongmu,ZHANG Junhua,SUN Wei(湖北省水利水电勘测设计院,湖北,武汉,430064)， 唐建林,TANG Jianlin(湖南省地质测绘院,湖南,长沙,421001)， 高宇,GAO Yu(武汉海地测绘科技有限公司,湖北,武汉,430074)刊名：人民长江英文刊名：YANGTZE RIVER年，卷(期)：2010，41(11)被引用次数：0次1.期刊论文贾建军.舒嵘.王斌永.JIA Jian-jun.SHU Rong.WANG Bin-yong无人机大面阵CCD相机遥感系统-光电工程2006,33(8)针对无人机遥感有效载荷的特点,利用系统集成的方法,设计了一套实用的无人机大面阵CCD相机遥感系统.介绍了系统的相机机身,光学镜头,面阵CCD后背,控制计算机以及这些组件的匹配关系.最后介绍了面阵相机的减振系统.所研制的系统在Y-12遥感飞机上进行了搭载飞行试验,获得了符合要求的图像.2.期刊论文杨伟锋.洪津.乔延利.汪元钧.王乐意.龚平.王锋.YANG Wei-feng.HONG Jin.QIAN Yan-li.WANG Yuan-jun.WANG Le-yi.GONG Ping.WANG Feng无人机载偏振CCD相机光机系统设计-光学技术2008,34(3)从满足无人机试验条件出发,完成了三路并行无人机载偏振CCD相机的光机结构设计.重点解决了偏振CCD相机像方远心光学系统的设计,抗过载及抗冲击的光机结构设计.通过光学装校,三路系统各CCD像元对准偏差在二个像元之内.3.学位论文过于成无人机面阵CCD相机的研制及其成像质量与振动关系的研究2005随着社会和科技的发展,遥感技术发展迅速并得到越来越广泛的应用.航空遥感是主要的遥感手段之一,它具有分辨率高,周期短,机动灵活等特点,遥感仪器也从胶片成像发展到了数字式成像.以无人机作为平台的航空遥感在这方面的特点更加突出,而且成本低廉.许多国家都在积极发展无人机遥感系统,而国内可用于无人机平台的高分辨率面阵相机却较少,尤其缺乏适用于低空轻小型无人机平台的小型高分辨率面阵CCD相机.针对这种情况,我国在无人机遥感的研究开发上加大了投入.本课题属于上海市2003年度科技攻关计划项目,依托单位是中国科学院上海技术物理研究所.上海技术物理研究所是专业从事遥感技术研究开发的单位,科研实力雄厚,有先进的设备条件,保证了本课题的顺利实施.本课题通过光机电硬件的集成,以先进性和实用性为目标,设计了一套高分辨率的面阵CCD相机,体积小,重量轻,功耗低,达到了无人机或其他轻小型平台应用的要求,填补了国内无人机遥感系统小型高分辨率面阵CCD相机的空白,提高了国内无人机遥感成像的分辨率水平.在此基础上,为保证面阵CCD相机的高分辨率,本文重点研究了振动和成像质量的关系.通过在Adams软件中建立相机的分析模型,编写Matlab程序求解光学传递函数对成像质量进行评价,建立了一个完整的可以定量分析和评价振动与成像质量关系的系统.通过这样的方法为面阵CCD相机系统的设计,如振动的抑制,曝光时间的控制等提供了依据,从而保证相机高分辨率的实现.最后,在进行上述分析的基础上,本文设计了特殊的减振装置.此减振装置通过直线轴承把角振动转化为线振动,在减振的同时抑制振动的耦合,经试验分析达到了良好的控制效果.4.会议论文刘福安通用无人机线阵CCD相机2000安装在无人机飞行平台上的线阵,CCD相机每一次积分产生一行图像信号,随着飞机的向前飞行逐行扫描(推扫)地面目标形成一定宽度扫掠带的图像信号.该图像信号经过传输通道实时地传送到地面接收站,再经过地面站处理生产出图像产品.5.期刊论文荣长军.赵会超.韩卫华.王家营.李玉泉.RONG Chang-jun.ZHAO Hui-chao.HAN Wei-hua.WANG Jia-ying .LI Yu-quan面阵CCD镜头畸变校正-光电技术应用2007,22(4)由于面阵CCD镜头畸变的存在,使得对探测目标产生较大的定位误差.在实验分析的基础上,对因CCD镜头产生的畸变进行了校正.结果表明,通过对面阵CCD镜头进行畸变校正,可以有效地提高定位的精度.6.会议论文金继才.严德斌CCD器件在无人机侦察中的应用研究1997由于科学技术的飞速发展，新型的CCD器件不断涌现，充分发挥和提高CCD器件在无人机侦察中的地位和作用，是他们急待研究的课题。
该文根据中国人民解放军现今无人机中的装备，进一步讨论CCD器件在无人机侦察中的应用技术。
7.期刊论文王一凡.谌德荣.张立燕.WANG Yi-fan.CHEN De-rong.ZHANG Li-yan一种用于小型无人机避障的快速视差测距方法-中国测试技术2008,34(3)为了实现小型无人机快速自主测距避障,在双目视差测距的基础上,提出了一种机载三目视差测距算法,利用三个视觉传感器测得的数据,推导出简单的距离公式.利用各传感器成像间的相关性,提出了一种加快图像识别方法,通过缩小对图像中障碍物像元的搜索范围,有效地减小了目标搜索运算量,加快了搜索速度,为小型无人机快速自主避障系统的研制创造了条件.8.学位论文韩丽航空数码相机图像处理研究2007航空侦察是一门集光学、红外、微波、雷达、激光、计算机、数字图像处理等学科于一体的新兴综合性探测技术。
以无人机为平台、航空数码相机照相获得图像信息的无人机侦察系统是航空侦察的一个重要分支。
它主要通过航空数码相机内部的图像传感器将光信号转换成数字图像信号，然后再进行图像处理、存储和传输。
无人机在数千米的高空以一定速度飞行，航空相机大多数以垂直方式对地面景观进行拍摄和高速图像信息采集。
这种环境下所拍摄到的图像属于照度低，对比度差的复杂图像；同时由于大气流动、云雾遮掩、机身振动、图像传感器和图像采集通道的固有因素，使得采集而来的原始图像信息必然带有一定的噪声，从而必须对原始图像信息进行预处理，主要手段为图像增强和图像去噪。
只有对原始图像信息进行预处理才能获得有应用价值的准确的图像，并且有利于后期的图像处理，包括图像的实时压缩和实时传输，及地面上图像分析和图像信息融合。
随着科技的进步，图像传感器的像素数是越来越大，航空数码相机的分辨率也不断地提高，侦察覆盖范围不断地扩大，导致了图像的数据量成倍地增长。
图像数据的增长给图像的存储和传输带来了新的问题。
大容量存储介质(MSF)虽然有效地解决了海量数字信号的存储问题，但是存储速度和传输速度却是超大分辨率侦察图像实现信息的高速采集的瓶颈。
在军事上，进行大容量存储的同时把图像实时传送到地面站，可以对战场情况进行实时分析，在军事领域具有重大意义。
为了减轻存储和传送的数据量，在保证图像质量的情况对图像进行压缩自然是航空数码相机领域的重要研究内容。