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空中三角测量
一、基本概念
空中三角测量：利用航摄像片与所摄目标之间的空间几何关系，根据少量像片控制点，计算待求点的平面位置、高程和像片外方位元素的测量方法。空中三角测量分为模拟法和解析法两类。解析法空中三角测量常用的建网方法是航带法、独立模型法和光束法。
GPS辅助空中三角测量：利用装在飞机和地面基准站上的GPS接收机，在航空摄影的同时获取航摄仪曝光时刻摄站的三维坐标，将其视为观测值引入摄影测量区域网平差中，采用统一的数学模型和算法整体确定点位并对其质量进行评定的理论、技术和方法。
POS辅助空中三角测量：将GPS和IMU组成的定位定姿系统(POS)安装在航摄平台上，获取航摄仪曝光时刻摄站的空间位置和姿态信息，将其视为观测值引入摄影测量区域网平差中，采用统一的数学模型和算法整体确定点位并对其质量进行评定的理论、技术和方法。
二、精度指标
空中三角测量的精度指标主要指定向误差和控制点残差。
框标坐标残差绝对值一般不大于0.010mm，大不超过0.015mm。扫描数字化航摄影像连接点上下视差中误差为±0.01mm(±1/2像素)，数码航摄仪获取的影像连接点上下视差中误差为±1/3像素。
基本作业过程
空中三角测量的作业过程主要包括准备工作、内定向、相对定向、绝对定向和区域网平差计算、区域网接边、质量检查、成果整理与提交七个环节。
进行区域网平差计算时，对于POS辅助空中三角测量和GPS辅助空中三角测量，需导入摄站点坐标、像片外方位元素进行联合平差。
主要作业方法
1、解析空中三角测量
解析空中三角测量是用摄影测量解析法确定区域内所有影像的外方位元素及待定点的地面坐标。解析空中三角测量按数学模型分为航带法、独立模型法和光束法。
航带法空中三角测量处理的对象是一条航带的模型；
独立模型法空中三角测量把一个单元模型视为刚体；
光束法解析空中三角测量是以一幅影像所组成的一束光线作为平差的基本单元，以中心投影的共线方程作为平差的基础方程。
光束法解析空中三角测量是严密的一种平差方法，能方便地顾及影像系统误差的影响，便入非摄影测量附加观测值
(1)解析空中三角测量的分类
(2)航带法空中三角测量
1)基本思想
把许多立体像对构成的单个模型连结成一个航带模型，将航带模型视为单元模型进行解析处理，通过消除航带模型中累积的系统误差，将航带模型整体纳入到测图坐标系中，从而确定加密点的地面坐标。
2)基本流程
像点坐标系统误差预改正；
立体像对相对定向；
模型连接构建自由航带网；
航带网的概略定向；
航带模型非线性改正；
加密点坐标计算。
(3)独立模型法空中三角测量
1)基本思想
把航带内各相邻的航摄像片构成单模型（或双模型或模型组）视为刚体单元，即在单元内不加任何改正的独立模型；把这些独立模型视为单元模型进行解析处理，通过消除模型间系统误差，将各模型整体纳入到测图坐标系中，从而确定加密点的地面坐标。
2)基本流程
坐标系统误差预改正；
通过相对定向进行模型连接构建独立模型；
采用航带法区域网平差进行区域网概算，求出每个模型7个变换参数初值；
建立误差方程式并法化；
迭代计算各个模型变换参数改正数；
计算加密点坐标。
(4)光束法空中三角测量
1)基本思想
以一张像片组成的一束光线作为一个平差单元，以中心投影的共线方程作为平差的基础方程，通过各光线束在空间的旋转和平移，使模型之间的公共光线实现佳交会，将整体区域佳地纳入到控制点坐标系中，从而确定加密点的地面坐标及像片的外方位元素。
2)基本流程
获取像片内方位元素、像点坐标和地面控制点坐标；
确定像片外方位元素和加密点地面坐标近似值；
逐点建立误差方程式并法化；
建立改化法方程式；
采用循环分块法解求改化法方程；
求出像片的外方位元素；
计算加密点坐标。
(5)三种区域网平差方法的比较
1)航带法：分步近似平差，不严密，精度较差；计算速度快，可以提供初始值。
2)独立模型法：较航带法严密，计算较费时；不能很好地消除系统误差的影响，对粗差有较好的抵抗能力。
3)光束法：理论严密，精度高，成为解析空三的主流方法；计算量大；以像点坐标为观测值，对系统误差反映敏感，通过自检校法消除系统误差，达到厘米级精度；可方便地加入粗差检测，对粗差有较好的抵抗能力。
(6)解析空三的精度分析
1)弱精度位于区域四周，平面控制点应布设在四周。
2)控制点稀疏时，理论精度随区域的增大而降低；增大旁向重叠度，可以提高理论精度。
3)周边密集布点，光束法的精度不随区域大小改变，是常数。
4)高程理论精度取决于高程控制点间的跨度与区域大小无关
2、GPS辅助空中三角测量
GPS辅助空中三角测量的作业过程大体上可分为以下四个阶段：
(1)现行航空摄影系统改造及偏心测定。
(2)带GPS信号接收机的航空摄影。
(3)解求GPS摄站坐标。
(4)GPS摄站坐标与摄影测量数据的联合平差。
2、GNSS辅助空中三角测量-带GNSS的航空摄影
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3、POS辅助空中三角测量
将POS和航摄仪集成在一起，通过GNSS获取航摄仪的位置参数及（IMU）测定航摄仪的姿态参数，经IMU、DGNSS数据的联合后处理，可直接获得测图所需的每张像片的六个外方位元素。能够大大减少乃至无须地面控制直接进行航空影像的空间地理定位，为航空影像的进一步应用提供快速、便捷的技术手段。
航摄仪、GNSS天线和IMU三者之间的空间坐标系通过坐标变换来统一，并通过数据更新频率不低于机载接收机的地面基准站，以相对GPS动态定位方式来同步观测GNSS卫星信号。利用后处理软件解算每张影像在曝光瞬间的外方位元素。
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