机载POS系统用于航空遥感直接对地目标定位的精度分析 (2006年)

利用实际航摄资料评价了WGS84和国家80坐标系下机载POS（position and ofientation system）系统直接对地目标定位的精度，分析了不同大地水准面拟合方法对高程精度的影响，检校了POS系统的视准轴误差，讨论了检校场的检校结果。试验表明，基于POS系统的航空遥感直接对地目标定位至少需要利用带有1个平高地面控制点的检校场对POS系统进行检校才能消除系统误差；在WGS84坐标系中，可以获得较高的定位精度，而转换到国家80坐标系下，必须对高程进行大地水准面拟合改正。 ### 机载POS系统用于航空遥感直接对地目标定位的精度分析 #### 一、研究背景与目的 本文旨在探讨机载POS（Position and Orientation System，位置与定向系统）在航空遥感直接对地目标定位中的应用及其精度。通过实际航摄资料评估了两种坐标系——WGS84坐标系和国家80坐标系下，POS系统直接对地目标定位的精度，并深入分析了不同大地水准面拟合方法对高程精度的影响。此外，文章还对POS系统的视准轴误差进行了检校，并讨论了检校场的检校结果。 #### 二、实验设计与方法 ##### 2.1 实验数据来源 研究采用的实际航摄资料来自特定地区。通过对这些资料的处理和分析，研究人员能够评价POS系统在不同坐标系下的性能表现。 ##### 2.2 不同坐标系的评估 - **WGS84坐标系**：全球广泛使用的地球参考框架，具有高精度。 - **国家80坐标系**：中国境内使用的一种坐标系统，基于1980西安坐标系建立。 在两个坐标系下对比分析POS系统直接对地目标定位的精度差异。 ##### 2.3 大地水准面拟合方法的比较 为了提高高程精度，研究中采用了多种不同的大地水准面拟合方法，并比较了它们的效果。这些方法包括但不限于： - **最小二乘拟合**：通过最小化残差平方和来估计最佳拟合模型。 - **重力模型**：基于地球重力场的分布特性进行拟合。 通过对比不同方法对高程精度的影响，选择最优方案。 ##### 2.4 视准轴误差检校 针对POS系统的视准轴误差进行了详细的检校工作。这一步骤对于消除系统性误差至关重要，有助于提高整个系统的定位精度。 ##### 2.5 检校场的设置与分析 为确保POS系统的精度，研究人员在特定检校场上进行了多次实验。检校场至少包含一个平高地面控制点，用以校正系统误差。通过比较检校前后的位置数据，评估检校效果。 #### 三、研究结果 ##### 3.1 坐标系影响 研究发现，在WGS84坐标系下，POS系统的定位精度显著高于国家80坐标系。这一结果表明，采用国际通用坐标系时，可以直接获得较高的定位精度。 ##### 3.2 高程精度提升 当将坐标系从WGS84转换至国家80坐标系时，必须进行大地水准面拟合改正以提高高程精度。通过比较不同拟合方法的结果，研究人员找到了最有效的技术方案。 ##### 3.3 视准轴误差减小 经过对POS系统视准轴误差的精确检校，系统整体定位精度得到了明显改善。这一成果对于提升航空遥感直接对地目标定位的应用价值至关重要。 ##### 3.4 检校场验证 在包含至少一个平高地面控制点的检校场上进行的实验结果表明，该设置能够有效地消除系统误差，确保定位精度。 #### 四、结论与展望 本研究表明，基于POS系统的航空遥感直接对地目标定位至少需要利用带有1个平高地面控制点的检校场对POS系统进行检校才能消除系统误差。在WGS84坐标系中，可以实现较高的定位精度；而在国家80坐标系下，则需通过大地水准面拟合改正以提高高程精度。未来的研究方向可能包括进一步优化检校方法、改进大地水准面拟合技术以及探索更先进的POS系统技术，以期在更广泛的领域内推广航空遥感直接对地目标定位的应用。 通过上述分析可以看出，该研究不仅提供了关于POS系统在航空遥感直接对地目标定位中的实际应用案例，而且也为后续的技术改进和应用推广提供了重要的理论依据和技术支持。