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精灵4 RTK航测效果测评 (CORS版)修正,免像控平面误差最大仅4.1cm

赵春雨 GIS前沿 2019-06-30


在上一篇(下方有上篇原文内容)测评文章里面我们发现测试时免像控整体平面偏移16.8cm,经过大疆技术工程师的加班分析,我们发现了问题所在。在使用千寻CORS系统时,会提供以下三个端口:

测试时无人机使用的端口是8002,布置地面控制点使用的端口是8003,两个源椭球的差别导致了最终免像控成果精度的差异,这也是我们日常使用时需要注意的情况,要保持无人机与地面采集终端源椭球一致才能保证免像控效果。采用8002端口布置控制点后,我们对数据进行了对比,对比结果如下:

重新采集的以8002位端口的地面检核点坐标

免像控处理后采集的地面检核点坐标

坐标误差

观察这个表格,我们可以看出,平面坐标方面,仅有三个点超过3cm,其余大部分误差在3cm内。

随机误差

随机误差是误差与误差均值的差,可以有效的反应误差分布的离散范围。


上一篇文章发出后我们也收到了一写问题反馈:

Q1:高程误差不加像控怎么消除?

本次测试只是使用了西安80坐标的椭球,没有严格的转换参数,所以我们可以保证平面的准确性,高程方向没有标准,所以不做验证,只做随机误差检验。日常使用中,地方坐标系都有七参数进行转换,因此,高程是有标准的。具有七参数的客户使用时理论上是可以免像控做出准确高程的。


Q2:范围还比较小,如果一条路十几公里甚至几十公里呢?

样机测试时间有限,很难拿来测试大范围的项目。不过我们场地是随机选取的,免像控成图精度很好,将来正式发售,我们会选择大范围的场地进行测试,相信表现依然会十分出色。


Q3:什么情况可以免像控?

有地方七参数的用户在使用时,输出坐标系输入地方七参数后,就可以免像控。


以下为上一篇测评原文

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精灵4 RTK是 精灵4 系列无人机的测绘版,与其他精灵4系列不同的是,P4R增加了RTK系统,可以把航测像片的POS信息精确到厘米级。使用过P4P进行过航测的朋友应该知道,如果使用P4P进行中等范围或带状航测的时候,不布置大量控制点会导致成图精度很差,为了验证P4R的成图精度,我们在拿到P4R后,分别测试了CORS和PPK模式的成图精度,本篇文章对P4R连接CORS进行了测试,测试报告如下:

测区概况

拍摄地点位于上海市西南部,测区地势平坦,日照良好,地面风力在三级以下,适合航测任务执行。

摄区范围在东经北纬之间,总面积约0.35平方千米,地面分辨率3.49cm,影像分辨率4864*3648,使用P4R在120米航高处完成任务拍摄。

任务航线共有一个摄区,规划航线6条,照片是265张。实际拍摄航线6条,拍摄照片数265张,无漏片、跳片现象。

地面检核点数据采集

本次拍摄任务布置采集地面检核11颗,均为固定解状态下测得数据,输出坐标系为120°为中央子午线的西安80坐标系,不添加坐标转换参数,与无人机连接CORS站一致。

布置检核点目的有两个:

1、使用空三软件处理P4R像片后,同样输出西安80坐标系,检核免像控处理与检核点误差范围。

2、使用少量检核点为地面控制点,参加空三处理,检查其他检核点精度。

任务处理

本次任务使用Pix4D处理,图像坐标系为WGS 84,图像地理定位精度手动更改为0.1m。

输出坐标系为Xian 1980 高斯投影40号带

点云模型成果如下:

DOM成果如下:

免像控成果与检核点误差比较


检核点坐标(测绘数据保密,个位数以前均做马赛克处理,下同)

免像控处理采集坐标

误差分析

通过本表格可以看出,平面坐标方面北坐标误差很小,基本满足1:500比例尺测图要求,东坐标,误差集中在16.8cm左右,说明坐标平面有偏移,具体产生原因正在分析,数据已经提交给大疆,给他们做参考。

本表格消除了平面坐标的偏移量。随机误差是误差与误差均值的差,可以反映误差分布的离散方向,通过本表格可以看出,消除平面偏移后,整体误差很小,离散的方向也很均匀。免像控基本可以保证DOM没有畸变,地物间的空间关系准确性。

添加控制点成果与检核点误差比较


检核点坐标

添加控制点采用6号点、10号点、11号点作为地面控制点,进行空三处理。

添加像控点后获取的检核点坐标

添加像控点后与检核点误差


通过本表格可以看出,添加控制点后,东坐标误差整体变小,与检核点坐标基本一致。并且通过控制点坐标误差可以看出,采集坐标的误差本身在1.5cm左右。

添加控制点后随机误差

同免像控一样,随机误差同样可以反映误差分布的离散方向,添加像控点后,误差分布的离散范围同样比较小。


结论


通过两次数据分析对比,我们发现,RTK可以保证空三加密成果畸变较小,保证地物空间相对关系的准确性。并且本次测试数据没有加入坐标转换,除东坐标偏移外,可以保证免像控数据成果准确性。但是为了保证最佳测绘效果,我们还是建议在使用过程中,在测区的边缘范围布置几个控制点进行坐标转换,这样可以保证数据成果的准确性,同时,如果测区范围比较大,也可以大大减少地面控制点的布置数量。

需要注意的是,P4R是通过遥控器连接CORS并发射差分改正数据,如果遥控器与无人机失联,那么无人机获取的POS信息就是单点解。所以在使用的过程中,尽量保持遥控器与无人机的联系。实在不满足时,可以使用PPK进行处理,PPK是目前最稳定的无人机差分方式。关于P4R的PPK处理方法,我们会在近期进行更新。


—文章转载自 宾得励精测绘


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