航空摄影测量中的几种POS系统2104.pdf

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1、 航空摄影测量中的几种POS 系统 文稿归稿存档编号：KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-1.POS系统简介 一套完整的 IMU/DGPS 系统硬件主要包括:IMU、机载双频 GPS 接收机及高性能机载 GPS 天线、地面 GPS 接收机、机载计算机以及存储设备。软件包括 DGPS 数据差分处理软件、GPS/IMU 滤波处理软件以及检校计算软件。目前国际上常用于航空摄影测量的 IMU/DGPS 系统主要有两种,即德国 IGI 公司的 AEROControl 以及加拿大 Applanix 公司的 POS/AV 系统。上述两个厂家的设备的性能基本相当。1.

2、1.POS/AV 系统 POS/AV 主要由四部分组成:1）惯性测量装置(IMU):IMU 由三个加速度计、三个陀螺仪、数字化电路和一个执行信号调节及温度补偿功能的中央处理器组成。经过补偿的加速度计和陀螺仪数据就作为速度和角度的增率通过一系列界面传送到计算机系统 PCS，典型的传送速率为 200Hz1000HZ。然后 PCS 在一个叫做捷联式惯性导航器中组合这些加速度和角度速率，以获取IMU 相对于地球的位置、速度和方向。2）GPS 接收机:GPS 系统由一系列 GPS 导航卫星和 GPS 接收机组成。采用载波相位差分的 GPS 动态定位技术解求 GPS 天线相位中心位置。在多数应用中，POS

3、/AV 系统采用内嵌式低噪双频 GPS 接收机来为数据处理软件提供波段和距离信息。3）主控计算机系统(PCS):PCS 包含 GPS 接收机、大规模存储系统和一个实时组合导航的计算机。实时组合导航计算的结果作为飞行管理系统的输入信息。4）数据后处理软件包 POSPac:POS/AV 系统的核心是集成的惯性导航算法软件POSPac，其由 POSRT、POSGPS、POSProc、POSEO 四个模块组成。POSPac 数据后处理软件既可以实时运行在 PCS 上，也可以在后处理时使用，他通过处理 POS/AV 系统在飞行中获得的 IMU 和 GPS 原始数据以及 GPS 基准站数据得到最优的组合导

4、航解。当 POS 系统用于摄影测量时，最后还需要利用 POSPac 软件中的 POSEO 模块解算每张影像在曝光瞬间的外方位元素。组合惯性导航软件同时装备在实时计算机系统 PCS 和后处理软件 POSPac 中。在这个软件中，GPS 观测量用来辅助 IMU 导航数据，提供一个姿态与位置混合的解决方案。这种方法保留了 IMU 导航数据的动态精度，但同时能够拥有 GPS 的绝对精度。1.2.AEROcontrol 系统 AEROcontrol 系统是德国 IGI 公司开发的高精度机载定位定向系统。主要由三个部分组成:1.惯性测量装置 IMU-装置 ntro 由三个加速度计，三个陀螺仪和信号预处理器

5、组成。IMU-d 能够进行高精度的转角和加速度的测量。2.GPS 接收机:GPS 数据接收 3.计算机装置:采集未经任何处理的 IMU 和 GPS 数据并将它们保存在 PC 卡上用于后处理，协同 GPS、IMU 以及所用的航空传感器的时间同步。计算机装置实时组合导航计算的结果作为 CCNS4 的输入信息。CCNS4 是用于航空飞行任务的导航、定位和管理的系统。CCNS4 控制管理AEROcontrol，通过 CCNS4 的一个菜单条目，可以开始和停止 AEROcontrol 系统记录数据。同时 CCNS4 能够监控数据的记录，监测 GPS 接收机运行情况和实时组合导航计算的结果。CCNS4 和 AEROcontrol 可以作为两个独立系统分别运行，也可以作为一个整体来运行。后处理软件 AEROoffice 提供了处理和评定所采集的数据所需的全部功能。软件除了提供 DGPS/IMU 的组合 Kalman（卡尔曼）滤波功能外，还提供用于将外定向参数转化到本地绘图坐标系的工具。IMU/DGPS 系统可以与多种传感器(如光学航摄仪、高光谱仪、数字航摄仪、LIDAR 以及 SAR)相联,实现直接传感器定向或辅助定向测量。其中线阵推扫式数字航摄仪(如徕卡公司的 ADS40)以及 LIDAR(机载激光三维扫描系统)中必须包含 IMU/DGPS 系统。