Książka z serii "Rozprawy Doktorskie. Monografie".
Książka poświęcona jest metodologii integracji obserwacji fotogrametrycznych, inercjalnych oraz GPS na potrzeby wyznaczania elementów orientacji pomiarowych zdjęć naziemnych. Pomiary testowe wykonano, wykorzystując skonstruowany do badań niewielki system mobilnego kartowania oparty na lustrzance cyfrowej, jednostce AHRS typu MEMS oraz zestawie GPS. Jednym z celów badawczych zaprezentowanych w pracy było określenie, czy włączenie do wyrównania obserwacji opisujących warunki geometryczne związane z fotografowanym obiektem pozwoli na poprawę dokładności orientacji zdjęć, wstępnie wyznaczonej za pomocą jednostki AHRS oraz zestawu GPS. W monografii przedstawiono wyniki zintegrowanego wyrównania sieci zdjęć pomiarowych, analizując również możliwe do uzyskania dokładności dalszych opracowań fotogrametrycznych.
- Spis treści
-
1. WPROWADZENIE 1
2. WYRÓWNANIE SIECI FOTOGRAMETRYCZNYCH METODĄ WIĄZKI W UJĘCIU PARAMETRYCZNEJ METODY ESTYMACJI 5
2.1 PARAMETRYCZNA METODA ESTYMACJI W ZARYSIE 5
2.2 RÓWNANIA OBSERWACYJNE SIECI FOTOGRAMETRYCZNEJ 7
2.2.1 Równanie kolinearności – model powstawania obrazu 7
2.2.2 Parametryzacja macierzy obrotu 8
2.2.3 Równania obserwacyjne dla współrzędnych fotopunktów i elementów orientacji zewnętrznej 9
2.2.4 Proste wiążące 10
2.2.5 Równania obserwacyjne odległości 12
2.3 PRZYBLIŻENIA PARAMETRÓW 13
2.3.1 Przybliżenia parametrów kamery 13
2.3.2 Przybliżenia elementów orientacji zewnętrznej 13
2.3.3 Przybliżenia współrzędnych punktów terenowych 14
2.3.4 Przybliżenia parametrów prostych wiążących 14
2.4 OCENA DOKŁADNOŚCI 16
2.4.1 Ocena dokładności a priori 16
2.4.2 Ocena dokładności a posteriori 16
2.5 REDUNDANCJA I NIEZAWODNOŚĆ OBSERWACJI W PROCESIE ANALIZY GEOMETRII SIECI FOTOGRAMETRYCZNEJ 18
3. WYBRANE TECHNOLOGIE GEO-REFERENCJI WPROST W POMIARACH FOTOGRAMETRYCZNYCH 21
3.1 ZALETY GEO-REFERENCJI WPROST 21
3.2 POMIARY INERCYJNE 21
3.2.1 Wstęp 21
3.2.2 Równania nawigacyjne 23
3.2.3 Błędy pomiarów inercyjnych 24
3.2.4 Metody ograniczania błędów w naziemnych pomiarach inercyjnych 25
3.2.5 Jednostki i systemy inercyjne 27
3.3 POMIARY MAGNETYCZNE 28
3.3.1 Wstęp 28
3.3.2 Kompasy elektroniczne 29
3.3.3 Kalibracja magnetometrów 30
3.3.4 Integracja pomiarów inercyjnych i magnetycznych 30
3.4 POMIARY CZASU RZECZYWISTEGO W SIECIACH GNSS 31
3.4.1 Wstęp 31
3.4.2 Podział pomiarów GNSS 31
3.4.3 Pomiary kinematyczne w sieciach stacji referencyjnych 32
3.5 ZINTEGROWANE SYSTEMY NAWIGACYJNE GNSS/INS 33
4. INTEGRACJA POMIARÓW W MOBILNYCH SYSTEMACH FOTOGRAMETRYCZNYCH. 36
4.1 WYZNACZANIE ELEMENTÓW ORIENTACJI ZDJĘĆ I KALIBRACJA SYSTEMU 36
4.2 WYBRANE TECHNICZNE ASPEKTY BUDOWY MOBILNYCH SYSTEMÓW FOTOGRAMETRYCZNYCH 40
iv
4.3 POMIARY ELEMENTÓW ORIENTACJI ZDJĘĆ W TANICH SYSTEMACH FOTOGRAMETRYCZNYCH 41
4.4 INTEGRACJA OBSERWACJI W WYBRANYCH MOBILNYCH SYSTEMACH FOTOGRAMETRYCZNYCH 45
4.5 SYSTEMY NAWIGACYJNE WSPOMAGANE WIZYJNIE 50
5. PROTOTYP MOBILNEGO SYSTEMU FOTOGRAMETRYCZNEGO 52
5.1 ZAŁOŻENIA I WYMAGANIA KONSTRUKCYJNE 52
5.2 SENSORY 53
5.2.1 Aparat cyfrowy 53
5.2.2 Zestaw GPS 53
5.2.3 System AHRS 54
5.3 KONSTRUKCJA SYSTEMU 56
5.4 UKŁADY ODNIESIENIA DLA POMIARÓW 59
5.5 OBSŁUGA SYSTEMU 61
5.6 KALIBRACJA 63
5.6.1 Kalibracja aparatu 63
5.6.2 Kalibracja magnetometrów 65
5.6.3 Kalibracja prototypu systemu 66
5.7 PODSUMOWANIE WYZNACZANIE OBSERWOWANYCH ELEMENTÓW ORIENTACJI ZEWNĘTRZNEJ 74
6. KONCEPCJA INTEGRACJI OBSERWACJI 76
6.1 ZAŁOŻENIA OGÓLNE, MODEL FUNKCJONALNY 76
6.2 OCENA A PRIORI DOKŁADNOŚCI OBSERWACJI 77
6.3 PUNKTY WIĄŻĄCE 79
6.4 UKŁAD I LICZBA ZDJĘĆ W SIECI 80
6.5 PROSTE WIĄŻĄCE, WARUNKI, OBSERWACJE ODLEGŁOŚCI I FOTOPUNKTY 81
6.6 KALIBRACJA W CZASIE PRACY 82
6.7 BŁĘDY GRUBE 83
7. BADANIA 84
7.1 CELE BADAWCZE I METODYKA BADAŃ 84
7.2 POLA TESTOWE 86
7.3 SIECI FOTOGRAMETRYCZNE 91
7.4 WYNIKI 98
7.4.1 Ocena dokładności obserwowanych elementów orientacji zewnętrznej 98
7.4.2 Wyrównanie sieci z nieaktualnymi elementami orientacji wewnętrznej – studium przypadku 104
7.4.3 Wyrównanie sieci bez fotopunktów, wyrównanie z kalibracją kamery w czasie pracy 105
7.4.4 Kalibracja systemu w czasie pracy 115
7.4.5 Zgodność sieci 118
7.4.6 Informacja o geometrii obiektu w procesie wyrównania sieci bez fotopunktów 121
7.4.7 Rola informacji o geometrii w przypadku pomiarów GNSS o niższej dokładności 133
7.4.8 Redundancja i niezawodność obserwowanych elementów orientacji zewnętrznej 138
8. PODSUMOWANIE 144
9. BIBLIOGRAFIA 148