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本文以普通数码相机为主要数据获取工具,以GPS、电子罗盘为辅助设备,以近景摄影测量技术和数字图像处理技术作为指导研制开发了GPS近景摄影测量系统,并研究了地形数据的获取及处理,针对人员无法到达的困难地区,实现利用极少控制点进行多张照片的整体平差解算,可以有效减少工作量、工作危险性,提高数据获取和处理效率。 本文主要研究内容和成果如下: (1)介绍并分析了国内外数字近景摄影测量技术的研究现状和发展趋势。主要包括近景摄影测量学的发展现状及趋势、GPS与相机及测姿态仪器组合的应用现状。 (2)通过公式推导和实测数据分析验证交会角、摄影方式对摄影测量精度的影响,针对本文采用非量测相机的特点,采用旋转交向摄影的方式弥补非量测相机视场角小的缺陷。 (3)构建GPS近景区域网平差模型,实现在利用极少控制点的情况下像片外方位元素及模型点坐标的整体平差解算。其中包括基于GPS的立体像对的相对定向、基于 GPS的模型连接、绝对定向、区域网平差,最终实现极少控制的GPS近景区域网平差解算。 (4)通过编程实现并对青岛海面实测数据的处理,验证了本文所研究方法的正确性,并确认算法的适用范围及条件。 (5)在上述理论研究的基础上,研制开发出了一套可以在动态极少控制条件下对海岛等困难地区进行快速测量的GPS近景摄影测量系统,并进行了动态试验,分别采用后方—前方交会单模型处理模式和GPS近景区域网平差的模式进行处理,对二者的处理结果进行比较,分析解算精度,体现本文所研究算法的优势。