[发明专利]一种带约束条件的多面阵航摄仪平台检校方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空摄影测量技术领域，尤其涉及一种带约束条件的多面阵航摄仪平台检校方法。

背景技术

航空相机已在世界范围成功应用了几十年，在过去的二十多年里，摄影测量的数据获取手段逐渐向数码相机的方向发展。从目前制造工艺和经济因素两方面考虑，单个数码相机还无法取代传统的胶片航空相机。为了采用更经济的手段满足大像幅航空摄影的需求，一些公司采用了多镜头组合相机。目前国际上主流的多镜头组合数码航空相机产品主要包括UltraCam系列大像幅数码航空相机，DMC大像幅数码航空相机，国内则有SWDC-4和TOPDC-4大像幅数码航空相机。

多面阵航摄仪基于这种原理，通过在平台上安装四个数码相机的方式，来获取具有大范围地面覆盖度的拼接影像。多面阵航摄仪的平台检校就是准确获取相机与虚拟投影面之间相对位置关系的过程，根据平台检校参数可以从子影像生成高精度的虚拟影像。平台检校是从子影像生成虚拟影像的关键步骤。只有准确知道了子影像与虚拟影像的相对外方位元素，才能根据投影变换公式，生成拼接后的虚拟影像。如果平台检校参数存在较大的误差，那么虚拟影像中的地物点将不能正确反映该点的空间位置关系。

平台检校可以精确计算出子影像到虚拟影像的相对外方位元素，使拼接后生成的虚拟影像等效于一张高精度的中心投影影像，保证了影像数据源的精度。

现有技术中，多采用十字重叠区方式平台检校：这种平台检校方法可以采用同一时刻曝光的四张子影像，在十字形重叠区内匹配连接点，进行光束法平差。该方法利用重叠区的连接点进行计算，以其中1个相机为基准，计算其余3个相机与虚拟影像之间的相对外方位元素。

现有技术的缺点：十字重叠区方式平台检校要求在四张子影像的重叠区有分布均匀的连接点，且数量不少于30～50个。当子影像重叠区范围较小，或重叠区影像纹理贫乏，无法匹配出理想数量且分布均匀的连接点时，该方法无法准确计算出平台检校参数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带约束条件的多面阵航摄仪平台检校方法，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种带约束条件的多面阵航摄仪平台检校方法，包括如下步骤：

采用交叉飞行多个摄站曝光得到相邻虚拟影像重叠度大于80%的多组子影像，并进行多张子影像的连接点匹配；

利用地面检校场的控制点，计算子相机的摄影中心距离及子相机线元素；

在进行空中三角测量时，进行光束法区域网平差，根据控制点坐标、匹配后的子影像间的连接点，以及各子影像的外方位元素初值通过共线方程建立模型，将子相机的摄影中心距离作为已知值，即将子相机线元素常量作为约束条件，将平台检校参数作为一个整体进行解算，求解子影像外方位元素中角元素；

其中，每个摄站上设置有四个相机，每个摄站同一时刻曝光四张子影像。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：

本发明提供的一种带约束条件的多面阵航摄仪平台检校方法，分析其原理可知：首先，采用多个摄站曝光得到相邻虚拟影像重叠度大于80%的多组子影像，并进行多张子影像的连接点匹配；因为采取了大量子影像间的匹配，显然多张子影像构成的重叠区域相对传统的四张子影像构成十字形重叠区更大，重叠度更高，这样扩大了连接点的匹配范围，并可以匹配出大量分布均匀的连接点；然后利用地面检校场的控制点，计算子相机的摄影中心距离及子相机线元素；当然，获取摄影中心距离及子相机间的线元素等数据是实现检校方法的第一个关键步骤。经过上述预处理操作，可以为建立数学模型提供数据基础；

然后，在进行空中三角测量时，进行光束法区域网平差，根据控制点坐标、匹配后的子影像间的连接点，以及各子影像的外方位元素初值和共线方程建立模型，将子相机的摄影中心距离作为已知值，即将所述子相机线元素常量作为约束条件，将平台检校参数作为一个整体进行解算，求解子影像外方位元素中角元素；这时需要计算的未知数是子相机的安装角度，也就是子影像外方位元素中的角元素（即将子相机线元素常量作为约束条件，求解子影像外方位元素中角元素）。这样，根据3个从相机的角元素（修正量）来调整各个相机到虚拟面的旋转角，使得4个子影像到虚拟影像的旋转角度对称，进而完成检校操作，这样求解的各像片的外方位元素更加准确，检校更符合相机安置的实际情况。