无人机航测精度的影响因素与解决方案_技术

　　本文主体为两部分，一是分析无人机航测精度的影响因素，二是提高精度的解决方案。

　　影响无人机航测精度的因素

　　无人机体积小、重量轻，在航拍时受气流、风力、风向影响较大。无人机飞行不稳定，飞行时航偏角、俯仰角、翻滚角等姿态角值较大。另外，由于无人机飞行航高较低，相对地面物体移动速度较快，在曝光过程中成像面上的地物构像随之产生位移，构像位移的出现使影像模糊、影响成像质量。

　　相机质量

　　相机物镜存在较大色差和畸变差

　　相机物镜对不同波长的光线折射率不同，因此在焦平面上形成焦点，产生横向色差和纵向色差，使相片上的影像模糊不清晰。相机物镜是采用非球面研磨技术的透镜组，由于加工、安装及调试过程中产生一定残差。畸变差使被摄物体与影像之间不能保持精确的相似性，造成影像几何变形。

　　CCD芯片大小和分辨率

　　分辨率是指数码相机CCD芯片对被摄物体的解析能力。像素数量是衡量数码相机分辨率的关键因素，在等量面积上，像素越多，单元像素越小，影像的清晰度才越高，细节表现才越好，色彩还原才越逼真。否则，影像质量越低劣。

　　数码噪音

　　每一卷传统胶片对应一个感光度值，而同一台数码相机有多种不同的“相当感光度”值，当采用高感光度拍摄时，传感器信号被放大，干扰电流也随之放大，引起更多的噪音。产生数码相机噪音的原因有本身元器件的性能、线路设计采用的降噪技术、拍摄时使用了较高感光度、曝光不足、长时间曝光等因素，数码噪音引起图像上的杂点增多，使得图像质量降低。

　　技术方案

　　相片重叠度、基高比

　　小型数码相机大多为矩形阵面的CCD，并非传统的正方形。相片重叠度越大基线越短，基高比越小。小型数码相机的基高比为0.15左右，远小于传统摄影的0.50。在立体模型下，同名地物交会角较小，降低了立体观测效果，直接影响高程量测精度。如果在保证具有三度重叠的前提下，尽量减少相片重叠度或使CCD阵面的长边与摄影航线相一致，可以大大增加基高比，提高高程量测精度。

　　像控点目标选取

　　外业像控点测量时，对目标点的选取主要取决于影像纹理的丰富程度。影像纹理粗糙、弧形地物、线状地物交角不好，则直接影响外业点位选取精度。内业处理对像控点的转刺也有较大的影响，降低了成图精度。如果采取布设地面点后再拍摄方法，则能有效提高外业选点精度和内业转刺点精度，有助于提高成图质量。

　　大气条件

　　对摄影成像来说，比地物亮度更重要的是相片上相邻地物影像之间的密度差。如果地物影像之间没有密度差异，也就是没有影像反差，也就无法从影像上辨别地物。决定影像反差的因素除了地物本身特征外，还取决于阳光部分和阴影部分之间的差异。如果选择天气条件不好时拍摄，必然使影像质量变差。

　　提高无人机航测精度的解决方案

　　提高像控点精度

　　像控点精度包括像控点的测量精度和像控点影像目标精度。使用GPS测量像控点的精度较高，误差小于5cm，能够满足大比例尺测图的技术要求。像控点影像目标精度取决于影像纹理的丰富度，如果影像纹理较差则内业转点误差至少达到2～3像素。由于无人机航线设计的影像重叠度较高，采用先布设像控点再航拍则内业转点精度可提高至1.5像素以内，可将像控点精度提高至0.1 m，同时也能解决相片控制点布设不均匀问题。