摘要
随着近些年来无人机技术的不断发展，无人机摄影测量在测绘领域中的地位日渐增强。几何定位和影像解译是摄影测量要解决的两大基本问题，因受到地球曲率等因素的影响，得到的结果并不准确，为此需要在地面设置大量的像控点以提高精度，但布设地面像控点会提高生产成本，降低工作效率，在地形恶劣的地区甚至无法布设像控点。本文针对免像控无人机摄影测量在地图投影坐标系中的精确成图方法进行了深入研究，此方法可以有效的提高生产效率并降低生产成本，在人们难以到达的区域特别有利，在各种场景均有广泛的应用前途，主要研究内容如下: 1)获取准确的相机参数。本文不考虑倾斜摄影测量，在有地面像控点的区域，可以通过光束法平差，获取准确的数字高程模型。但在没有地面像控点，仅靠机载POS时，相机主距的精度将严重影响地面点高程的精度。同时，我们不能从同一摄影高度的影像和仅有空中GNSS辅助的相机自检校过程中取得精确的主距参数。为此采用联合构架航线的自检校光束法平差对相机参数进行检校以获取准确的相机参数。此方法在无像控的情况下，可以保证最终结果的精度与有像控点的摄影测量结果无明显差距。 2)消除地图投影变形的影响。地球的球面是一个不可扩展的表面，将其投影到平面将会不可避免的产生长度和面积变形，在没有像控点的情况下，地图投影变形将对摄影测量精度产生严重影响。通过改正主距f可以有效的消除地图投影变形的影响，但地图投影的变形分布并不均匀，使用相同的改正后主距值会影响映射精度，采用对每个物方点的深度值进行改正的方法消除了地图投影变形的影响。 3)消除地球曲率的影响。在地图投影坐标系中，地球曲率对物方点坐标有两个主要影响。其中之一是曲率对像点位移的影响，这对于无人机影像来说是可以忽略不计的。二是会对基线长度造成影响，在没有地面像控点的情况下，基线长度变化会导致空中三角测量所得的物方点高程与实际不符。为保证免像控无人机摄影测量结果有足够的精度，本文通过推导地球曲率导致摄影基线变化所造成的高程误差计算公式，对物方点高程值进行改正，以消除地球曲率的影响。 通过实验分析，本文的方法在不同的地形、飞行高度和地面高程等条件下均有良好效果。经过本文方法改正后，高程精度优于0.1m。理论与实验均表明，本文所述地图投影坐标系中免像控的无人机摄影测量技术有着足够的精度。
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