冯玉全
四川省交通勘察设计研究院有限公司 610000
摘要：伴随我国现代化科学技术的不断进步，GPS与无人机遥感技术均有了很大的发展。为完全符合各领域对新型无人机航测的测量精度和实用性的要求，论文提出了一种差分GPS航测技术控制系统，详细介绍了该系统的主要工作原理，并对其技术特点和性能进行了测试分析，希望为行业充分利用新型差分无人机航测系统提供参考。
关键词：差分；GPS无人机；航测技术；测试；探究
引言：目前，GPS航测无人机的技术在我国已经取得了一定的技术进步，GPS航测无人机的传输技术又称低空飞行无人机的航测技术，这种航测技术在我国许多探测领域得到了广泛的应用。伴随低空差分GPS技术的持续性发展，RDA作为一种辅助性的低空三站逐渐发展已成为了现实，在低空航测技术开发和应用上也有了新的突破。其空中作业的主要基本原理是：利用差分RDA，可以实时精准地获得航拍的重要时刻和航拍中物体中心的各个空间运动位置，并将该值作为实时加权的航测运动数据参与到航测区域网的运动平差，有效地缩减许多地表布控点。
1差分GPS无人机
无人机技术在面积监测、应急勘测及诸多大型的工程施工建设等层面有着举足轻重的地位，综合来说，GPS无人机航测技术的诞生，使得我国无人机应用领域的范围有所扩增。然而，使用GPS无人机航测技术的实践次数相对较少，在技术上依旧会存在欠缺，如高速低空飞行时检测图像的高旋转和矩旋转，不规则的重叠运动等，增加了野外检测和野外调查的难度。自1980s起，世界各组织就着手研发有关无人机探测系统，时代在进步，社会在发展，无人机的技术在随之不断提升，同时也为其能够在更多领域发挥最大的用处提供了基础保障。此项技术的良好发展为我国数字化、信息化城市建设中的地质监测，林业看护甚至在抗震救灾方面给予了很大的帮助[1]。
2测试计划
这次测试的主要内容是提出两种控制点布设的实践方案，即全点分布控制和部分点分布控制。利用delta差分RDA的解析计算结果参与了空中三角测量系统中的点分布加密，并与其它常规计算方法进行了比较。为充分保证我国无人机航测GPS地图航测监控技术的测绘精度，将其应用于某地区1:2000无人机航测地形图及测图设计项目，设计了差分精度GPS无人机航测设计与试验过程。
3差分GPS无人机航测技术测试流程
3.1 AG200与无人机的安装和同步
在无人机上使用和安装GNSS接收天线时，首先要选择合理的天线位置，这将直接影响到整个GNSS接收天线的常规运转和安全，同时需考虑不可将整个GNSS天线盖住，需把GNSS天线直接安装在整个无人机的纵向主轴或天线的中心线上，通过天线干扰源的正确设置位置，不可影响天线的正常使用。
3.2基站的架设和航飞
在对基站进行空中探测时，需要建立GPS来完成静态观测工作，基站与中心点之间的距离是否合理。设置时，它们必须在检测区域的范围内，并且它们与中心位置的距离越近，对差分精度的检测效果就越显著。在本次测量的操作过程中，基站被控制在一个符合测量具体要求的检测区域内。另外，借助RTK进行观测，后续机组可根据需求自动开展相应的静态观测。
3.3GNSS差分后处理
利用CaravelPP软件对基站差分GNSS数据采集进行了分析和处理，主要包括基站数据采集的准备、新建基站方案、新增GNSS移动基站和GNSS的其他移动基站。并利用CaravelPP软件对相机拍摄时各种默认动态配置下的差分图像数据进行分析，得出不同曝光角度下，输出的差分图像受周围经纬度和周围椭球高度的影响。选择6个像控参数点均匀输出，需要7个像控参数和高程拟合值，综合了六个步骤。
3.4GPS辅助空中三角测量
Gpinpho5.6用于计算区域网的平差。一是根据我国传统网络的常规计算方法，对像素控制节点定位和图像节点定位线节点进行高度调整。经过统计，得到多次平差比较结果。然后，通过四角两行调整每个图像控制器节点的高度，并逐步增加每个图像控制器节点的高度，经过高度调整的计算和比较，得到多次调整和比较的结果。为控制点选择解决方案的最常用方法如下图表1所示。
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表 1 像控点方案
3.5精度情况分析
经过GNSS等差分处理后，局部曝光和聚焦的轨迹会逐渐显现绿色。这类状况可能是由于结算过程中整周的模糊性造成的，所以在得到一个固定的计算结果。同时也充分说明了电子定位器的精度必须控制在5cm以内。利用分轨POS点软件实现了分轨和坐标沉降。轨道的POS点没有坐标显示，也没有红色坐标点，说明标准差相对收敛的计算取得了很好的计算效果，相对精度可以控制在5cm以内，在摄像机检测到的区域内，可均匀选择600万像素控制点的坐标。利用轨道GPS点坐标计算软件，可以精确计算出轨道GPS点的参数和高级模拟组合。
3.6 参数坐标转换
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3.7三角测量精度分析
根据设计图1中控制位置加密像素和控制节点加密布局的设计方案，其位置在空间上加密三次。每种计算方法都要通过加差分不加差分进行计算平差，才能得到相应的计算结果。加密处理后的航空三相机成果直接导入MAPTRIX4.1，利用点、线精度误差校核计算工具对各监测线、点的点精度误差进行校核。自动准确地计算出各影像控制点的误差，最后自动计算出平面和线高程图的精度误差。在相同的工作条件下，将自动控制点的位置数据与其他未投入使用的、由多个微分器和GPS自动辅助的检查点的位置数据进行精度测量比较，说明了利用微分器和GPS辅助空中三元装置同时测量多无人机高速航拍精度的性能优势。
4 差分GPS无人机航测结果及建议
此项测绘需运用的相机参数通过LED直接校正。因此，这次得到畸变参数会导致误差，利用含有畸变参数的误差相机会产出结果是，点云将呈现一个弧形，高度误差可能比较大。建议直接采用检校场方法校正相机参数。
建议在将GNSS后的差分和平差后的POS坐标数据转换为不同目标系统的坐标时，尽量使用正确的7个坐标值作为参数。另外，每个控制节点需要选择的控制位置与其他相应参数的精度这是利用七个控制参数信号精确计算精度的重要关键，转换试验完成后，要经合格检验，才能重新投入使用。
5结语
目前，随着科学发展的进步和加快，我国无人机航空遥感技术可以有效地监测地面及其相关飞机和设备的状态，实现对地面的监控。为了获得更好的遥感信息，与其他传统航空摄影技术相比，该监控系统具有测距精度高、制造成本低等优点。受到我国数字城市建设的快速发展的影响，无人机航测与遥感技术已应用于测绘安全、新农村应急救援等多个方面。通过差分GPS在无人机航测和遥感技术中的研究和分析，可以看出，使用少量地面控制点，能够准确地绘制出大比例的地形图，能大大降低作业成本，改善工作效率。
参考文献：
[1]季勤超，姚申茂，杨利斌，贺林波. 基于无人机和差分GPS的舰载雷达动态标校方法[J]. 计算机与数字工程. 2018(10)
[2]胡震天，刘燕芳. 基于倾斜摄影实景三维与竖直摄影立体像对的大比例尺地形图生产[J]. 城市勘测. 2018(02)
[3]邹彬，陈金颖，李斌，陆婷，王斌，彭启阳. 多旋翼无人机航测技术在抽水蓄能电站的研究和应用[A]. 2018（第六届）中国水利信息化技术论坛论文集[C]. 2018.