Fotogrametría. Tema 11.b: TRIANGULACIÓN: MÉTODO DE LOS HACES DE RAYOS (II)
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GPS en Aerotriangulacin:
La introduccin del GPS permite reducir el n de PA necesarios en la
Aerotriangulacin de un bloque fotogramtrico.
El objetivo es determinar las coordenadas de la trayectoria del avin
y las coordenadas de los centros de proyeccin.
Se pueden alcanzar precisiones de varios centmetros:
Operando en modo diferencial, con un receptor en vuelo y una
estacin de base.
Utilizando una combinacin de los cdigos y datos de fase de la
portadora.
Resolviendo eficientemente las ambigedades de fase.
El vuelo se realiza con un receptor GPS en el avin y otro
estacionado en una base de referencia en tierra.
Distancia mxima entre ambos: 500 km.
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Para posicionamiento las observaciones GPS se realizan a intervalos
de tiempo constantes (0,5-1 seg).
En postproceso por mtodos diferenciales y combinando
observaciones del vuelo y de la estacin base se obtiene la trayectoria delavin con coordenadas cada 0,5 seg.
Las posiciones de los CDP se obtienen por interpolacin a partir de
la trayectoria del avin.
Durante el vuelo el GPS y la cmara funcionan independientemente,
para que la informacin obtenida resulte til hay que conseguir que los
momentos de exposicin de la cmara y de observaciones GPS estn en la
misma escala de tiempo.
La cmara enva al receptor GPS un impulso elctrico en el momentode la exposicin de la imagen.
El receptor GPS recibe el impulso y genera un registro del tiempo de
recepcin (=exposicin de la foto).
A partir de la trayectoria GPS se interpola la posicin
correspondiente a las exposiciones de la cmara.
En la siguiente imagen se muestra esquemticamente la trayectoria
de una avin (las desviaciones del avin han sido exageradas para que se
vean mejor) y como se va produciendo la toma de datos, tanto GPS como la
toma de fotos. Nos da una idea de cmo se hace la interpolacin a partir de
los datos GPS:
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Configuracin de la cmara y la antena GPS:
Es necesario conocer la geometra del conjunto cmara antena GPS.
El desplazamiento de la antena GPS con respecto al sensor est definido
por las coordenadas ex, ey, ez (excentricidad de la antena GPS, tambin
llamada OFFSET).
Su determinacin exige el conocimiento de la orientacin angular de
la cmara con respecto al sistema de coordenadas terreno.
Las monturas estabilizadoras de las cmaras areas permiten obtener
las rotaciones relativas entre la cmara y el avin , , .
Estos valores permiten obtener los giros de la cmara respecto del
sistema de coordenadas terreno corregidos por el efecto de compensacin
de la montura.
La excentricidad cmara-antena GPS puede resolverse en el ajuste
del bloque incluyendo las ecuaciones de la transformacin conforme 3D de
cada centro de proyeccin:
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En conclusin, la orientacin directa de los sensores se realiza con
los parmetros de orienteacin externa:
- Los sistemas inerciales nos dan los ngulos , , .
- El GPS nos dan las coordenadas terreno del CDP.
La desalineacin de la orientacin del sistema se llama
MISALINGMENT BARESIGHT.
Problemas que pueden surgir en Aerotriangulacin:
Desplazamiento cmara-antena GPS.
Flujo de datos de gran volumen.
Resolucin de las ambigedades
Fallos de prdida de ciclos y discontinuidades
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Interrupcin de la seal del satlite.
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Fallos cclicos
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Cambios en las constelaciones
Problemas de datum y sistemas de coordenadas de referencia.
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Un punto de control areo sirve para conseguir coordenadasabsolutas del CDP en coordenadas terreno, por lo que han de tener una
precisin equiparable a los CDP.
Tras los clculos obtenemos las coordenadas absolutas de los CDP.
Equivale a tener un punto control por imagen.
Sigue habiendo errores:
-
Excentricidad de la antena GPS.
-
Desplazamientos de las pasadas
Traslaciones constantes oshift.
Traslaciones variables en funcin del tiempo o drift.
Ajuste combinado:
El ajuste combinado con parmetros de deriva incluye lascorrecciones anteriores.
Usualmente se determinan los parmetros de deriva para cada
pasada.
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Puntos de apoyo:
Caso de cadenas de puntos altimtricos al principio y final del bloque:
,B PL XY bm =
,B alt Z bm =
Con cmara gran angular y recubrimiento estandar.
Para un bloque con pasadas cruzadas en cada extremo del bloque:
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Bastara con 4 PA en las esquinas, que aparezcan en el mayor n de
fotogramas posible.
Un Punto de Apoyo doble consiste en dos PA (uno al lado del otro)
en la misma zona para que haya redundancia.
Un Punto de Apoyo triple consiste en tres PA (juntos) en la misma
zona para que haya redundancia.
Los Puntos de Apoyo dobles y triples dan mejores resultados.
Con las pasadas transversales:
01,5XY =
02Z =
La precisin de los PA:
0PA bm =
0GPS bm =
Segn los estudios tericos:
Si se reduce un factor de 10 veces la precisin del GPS obtendremos
una precisin menor en el ajuste del bloque.
, 03,5
XY
B PL bm
=
, 05
Z
B ALT bm
=
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Ejemplo:
Bloque 6 pasadas y 11 modelos.Datos GPS
Escala 1:20.000f = 150 mm0= 10 m.
A)Sin pasada transversal, 4 puntos de apoyo y 2 cadenas de puntosaltimtricos.
B)
Con pasadas transversales, con 4 puntos de apoyo en lasesquinas.
A)
,
,
2,1 10 21
21 20.000 0, 42
2,3 10 23
23 20.000 0, 46
XY
B PL XY b
Z
B ALT Z b
m m
m m m
m m
m m m
= =
= = =
= =
= = =
B)
,
,
1,5 10 15
15 20.000 0,3
2 10 20.000 0, 4
XY
B PL XY b
B ALT
m m
m m m
m m
= =
= = =
= =
Precisin PA:
0
0
10 20.000 0,2
0,2
PA b
GPS b
m m m
m m
= = =
= =
