ICS07.040 A77 中华人民共和国国家标准 GB/T27919—2011 IMU/GPS辅 助航空摄影技术规范 SpecificationsforIMU/GPSsupportedaerialphotography 2011-12-30发布 2012-02-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 航摄系统要求 2 …………………………………………………………………………………………… 5 航摄计划与航摄设计 3 …………………………………………………………………………………… 6 航摄飞行及质量要求 6 …………………………………………………………………………………… 7 IMU/GPS数据处理 7 …………………………………………………………………………………… 8 成果质量检查 9 …………………………………………………………………………………………… 9 成果整理和验收 9 ………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性附录) 偏心分量测定表 12 ………………………………………………………………… 附录B(资料性附录) 点之记 13 …………………………………………………………………………… 附录C(规范性附录) GPS观测数据文件名命名规则 14 ………………………………………………… 附录D(资料性附录) 基站同步观测记录表 15 …………………………………………………………… 附录E(资料性附录) 航摄飞行IMU/GPS记录表 16 …………………………………………………… 附录F(资料性附录) IMU/GPS辅助航摄飞行数据检查结果分析表 17 ……………………………… 附录G(资料性附录) IMU/GPS数据处理检查手簿 18 ………………………………………………… 附录H(资料性附录) IMU/GPS相关资料编写要求 20 ………………………………………………… 附录I(资料性附录) 数据成果目录结构及存储要求 21 …………………………………………………GB/T27919—2011 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由国家测绘局提出。 本标准由全国地理信息标准化技术委员会(SAC/TC230)归口。 本标准起草单位:中测新图(北京)遥感技术有限责任公司、国家基础地理信息中心、中国测绘科学 研究院。 本标准主要起草人:李英成、廖明、薛艳丽、朱祥娥、丁晓波、郭童英、张丽娜、曾云、郑安武、廖安平、 王瑞幺、武军郦。 ⅠGB/T27919—2011 IMU/GPS辅助航空摄影技术规范 1 范围 本标准规定了IMU/GPS辅助航空摄影的航摄系统、航摄计划与航摄设计、航摄飞行及质量、 IMU/GPS数据处理、成果质量检查、成果整理和验收的基本要求。 本标准适用于IMU/GPS辅助框幅式航空摄影。在航空遥感应用中,类似技术可参照此标准执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T6962 1∶500、1∶1000、1∶2000比例尺地形图航空摄影规范 GB/T7931 1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量外业规范 GB/T12341 1∶25000、1∶50000、1∶100000地形图航空摄影测量外业规范 GB/T13977 1∶5000、1∶10000地形图航空摄影测量外业规范 GB/T15661 1∶5000、1∶10000、1∶25000、1∶50000、1∶100000地形图航空摄影规范 GB/T18314 全球定位系统(GPS)测量规范 GB/T19294 航空摄影技术设计规范 GB/T24356 测绘成果质量检查与验收 GB/T27920.1 数字航空摄影规范 第1部分:框幅式数字航空摄影 CH8016 全球定位系统(GPS)测量型接收机检定规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 IMU/GPS辅助航空摄影 IMU/GPS-supportedaerialphotography 利用惯性测量单元(IMU)和全球定位系统(GPS)的组合测量技术,获取摄影瞬间摄影中心的位置 参数及影像的姿态参数的一种航空摄影技术。 3.2 直接定向法 directgeoreferencing;DG 采用IMU/GPS辅助航空摄影技术,得到每张像片的外方位元素,实现无需地面控制点的航空摄影 测量方法。 3.3 辅助定向法 integratedsensororientation;ISO 采用IMU/GPS辅助航空摄影技术,得到每张像片的外方位元素,与地面控制点共同参与空中三角 测量,再进行定向测图的航空摄影测量方法。 3.4 IMU偏心分量 IMUleverarms 在以摄影中心为原点,摄影主光轴方向为Z轴(天顶方向为正),X、Y轴平行于像平面坐标系相应 1GB/T27919—2011 轴的右旋坐标系中(参见附录A图A.1),IMU测量中心的三维坐标(uIMU,vIMU,wIMU)。 3.5 GPS偏心分量 GPSleverarms 在以摄影中心为原点,摄影主光轴方向为Z轴(天顶方向为正),X、Y轴平行于像平面坐标系相应 轴的右旋坐标系中(参见附录A图A.1),GPS天线相位中心的三维坐标(uGPS,vGPS,wGPS)。 3.6 地面基站 basestation 在摄区内(或摄区附近)设立的,与机载GPS接收机同步并连续采集GPS观测数据的固定GPS观 测站。 3.7 偏心角 boresightmisalignmentangle IMU与航摄仪紧密固连后,IMU的三个理想轴以摄影中心为原点,摄影主光轴方向为Z轴(天顶 方向为正),X、Y轴平行于像平面坐标系相应轴的右旋坐标系同名轴之间形成的夹角。 3.8 曝光时标 eventmark 在航摄仪曝光时,通过专门设备记录并写入数据流中的快门开启脉冲信号。 3.9 检校场 calibrationfield 为建立IMU、GPS设备自身量测坐标系与用户坐标系之间的相互关系,消除系统误差,在摄区内或 摄区附近选取的航空摄影区域。 4 航摄系统要求 4.1 系统组成和要求 4.1.1 系统组成 系统一般由航摄仪、机载IMU/GPS系统和地面基站组成,当采用GPS精密单点定位技术时无需 地面基站。 4.1.2 系统要求 4.1.2.1 航摄仪的要求 航摄仪的选择按照GB/T6962、GB/T15661和GB/T27920.1的相应规定执行,同时该航摄仪应 能稳定输出曝光脉冲信号。 4.1.2.2 机载IMU/GPS系统的要求 机载IMU/GPS系统应符合以下要求: a) 机载GPS接收机应符合CH8016的相关要求; b) 机载GPS接收机应为动态测量型双频GPS接收机,最小采样间隔不应大于1s; c) 机载GPS接收机天线应采用航空型产品,具有动态双频数据接收能力,并有精确定义和稳定 的相位中心,能在高空、高速飞行状态下正常工作; d) IMU应按相关规定进行检定; e) IMU测角中误差:侧滚角和俯仰角不应大于0.01°,航偏角不应大于0.02°; f) IMU数据记录频率不应小于64Hz; 2GB/T27919—2011 g) 具有eventmark信号接口,能将航摄仪曝光时刻通过接口准确写入GPS数据流; h) 存储器应能够记录和存储一个满架次航摄作业的所有IMU/GPS数据、eventmark数据及其 他必要数据。 4.1.2.3 地面基站GPS的要求 地面基站GPS应符合以下要求: a) 基站GPS接收机应符合CH8016的相关要求; b) 基站GPS接收机应为测量型双频GPS接收机,最小采样间隔不应大于1s; c) GPS接收机天线应带有抑径板或抑径圈,具有双频数据接收能力; d) 应配有充足的电池或电源系统,能保证航摄作业中供电不间断; e) 应配有能适应满架次作业所需地面观测数据存储要求的存储器。 4.2 系统安装 4.2.1 IMU与航摄仪应刚性固连。 4.2.2 GPS接收机天线安装应满足下列要求: a) 应稳定安装在飞机顶部外表面,靠近航摄仪主光轴位置; b) 安装位置应便于偏心分量的测量; c) 飞机机体对GPS信号造成的遮挡最小; d) 天线在飞机平飞状态时应处于水平; e) 应尽量避免飞机无线电信号的串扰; f) 当采用直接定向法航测成图、且没有姿态改正记录装置时,GPS偏心分量uGPS、vGPS一般不应 大于20cm。 4.2.3 机载IMU/GPS系统及航摄仪安装后,应测定偏心分量,从GPS天线相位中心或IMU测量中 心测至相机的量测参考点,再换算至摄影中心。GPS偏心分量3次测量的较差一般不应大于5cm, IMU偏心分量3次测量的较差一般不应大于1cm,并填写偏心分量测定表(参见附录A)。 4.2.4 航摄系统安装、连接后,应在地面对整个系统通电测试,检查其工作是否正常。 5 航摄