2025年航测原理干货

1、胶片相机一般3-6倍成图，数码相机一般6-15倍成图，所以数码相机统一用GSD（ground sample distance），遥感影像只能讲GSD，不讲摄影比例尺，所以使用数码相机航摄时，航线设计以GSD为出发点，先有成图比例尺确定GSD，进而确定航高

2、数字影像匹配技术：灰度匹配算法，特征匹配算法，主流的匹配方法，SIFT（Scale Invariant Feature Transform）尺度不变特征变换

3、IMU（inertial measurement unit）惯性测量单，三轴陀螺仪和三个方向的加速度计，相当于无人机的小脑，负责飞机的平衡驾驶

4、INS（inertial Navigation System）惯性导航系统，IMU是其系统组成部分之一，加上算法既可以组成INS系统。

5、目前的主流软件处理航摄数据颠覆了传统的航测流程，原始的航测需要知道相机的畸变参数，目前的主流是反算相机的畸变参数

6、前方交会与后方交会，怎么理解,多对一的情况是后方交会，一对多的情况是前方交会，全站仪的测量可以帮助理解前方交会和后方交会，GPS测量采用的就是空间后方交会，但是GPS中的卫星地面站定轨属于前方交会。

7、人眼的成像原理的理解，航测就是模拟人眼的额成像原理，重点理解，人用双眼观测景物可以判断其远近，得到景物的立体效应，这种效应称为人眼的立体视觉。人眼的两只眼睛存在间距，平均值为65mm，因此对于同一景物，左右眼在视网膜上的成像是有差异的，这个差异称为双眼视差，从而形成立体视觉。

人眼成像原理决定满足以下的条件即可形成人造立体

1两张照片，拍摄同一物体，但是角度存在一定的差异

2保证双眼分别看两张像片，人为的在视网膜形成左右两个成像，即分像条件

3两像片上相同景物（同名像点）的连线与眼基线应大致平行

4两像片的比例尺因相近（差别＜15%）

5立体观测，互补色法，光闸法，偏振光法

8、目前全自动的空三测量软件原理：利用影像自动匹配出航向和旁向的像点，将全区域中各航带纳入比例尺统一的坐标系统中，拼成一个松散的区域网，然后确认每张像片的外方位素和地面点坐标的概略位置，最后根据外业的控制点，逐点建立误差方程式和改化法方程式，求解出每张像片的外方位素和加密点的地面坐标。

9、大疆智图中的姿态角数据分为两种，其一Yaw，Pitch，Roll，其二Omega，Phi，Kappa，其一代表飞机的姿态角，分别代表偏航角，俯仰角，滚转角。其二表示照片的三个外方位素，两者是不一致的，实际的操作中要注意其对应的关系。在航空遥感中，将GPS/INS获取的机载GPS天线相位中心坐标（X,Y,Z）和INS获取的俯仰角θ，横滚角Φ，偏航角Ψ等数据联合处理，可得到影像的6个外方位素，利用其进行摄影过程的几何反转，能实现航空遥感直接对地目标定位（Direct Georeferencing，DG），也可以实现在无地面控制点的情况下生成正射影像，然而，由GPS/INS系统获取的传感器姿态角（θ，Φ，Ψ）并不等同于生成正射影像所需的影像外方位素（φ，ω，κ），需进行必要的坐标转换和系统误差校正。

惯导常用的坐标系：

INS本体坐标系（b-xyz），以传感器的三个视准轴作为坐标系，其中x轴指向飞机飞行方向，y轴横穿机身，与x轴垂直，向右为正，z轴向下为正，x，y，z三轴形成右手系的笛卡尔空间直角坐标

导航坐标系（n-xyz），以飞机当前曝光点位置在地面上的投影为坐标原点，x轴指向北，y轴指向东，z轴向下为正，x，y，z三轴形成右手系的笛卡尔空间直角坐标

地心坐标系（e-xyz），以参考椭球体的质心为坐标原点，x轴指向赤道与格林尼治子午线的焦点，z轴指向北极，y轴按右手系规则确定，x，y，z三轴形成右手系的笛卡尔空间直角坐标

摄影测量学常用的坐标系：

像片坐标系（i-zyz），以相机投影中心为坐标原点，由相机传感器的框标确定x，y轴方向，x轴指向飞机飞行方向，z轴向上为正，x，y，z三轴形成右手系的笛卡尔空间直角坐标

地面摄影测量坐标系（l-xyz），摄影测量中习惯用右手空间直角坐标系，而野外测量的控制点坐标是属于左手系的地面测量系统，由于摄影测量的工作需要，物方坐标系以测区范围某一点为坐标原点，x轴沿参考椭球卯酉圈方向指向东，y轴沿参考椭球子午圈方向指向北，z轴指向天顶方向x，y，z三轴形成右手系的笛卡尔空间直角坐标

相机本体坐标系（c-xyz）以相机传感器的三个视准轴作为坐标系，x，y，z三轴方向与INS本体坐标系相同，同样形成右手系的笛卡尔空间直角坐标

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2025年航测原理干货

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