南极冰架

第３５卷第８期

２０１２年８月

测绘与空间地理信息

ＧＥｏＭＡＴｌＣｓ＆ＳＰＡＴＩＡＬ ＩＮＦｏＲＭＡＴＩｏＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

Ｖｏ】．３５．Ｎｏ．８

Ａｕｇ．，２０１２

南极埃默里冰架外缘航空摄影及像控点的

ＧＰＳ数据解算

朱李忠 ，吴文会 ，娄权力

（１．黑龙江第一测绘工程院，黑龙江哈尔滨１５００８１；２．黑龙江测绘局极地测绘工程中心，黑龙江哈尔滨１５００８１；

３．国家测绘局第二航测遥感院。黑龙江哈尔滨１５００８１）

摘要：介绍了我国第２７次南极考察埃默里冰架外缘实施航空摄影的研究目的及实施方案，并对像控点的ＧＰＳ

数据进行处理，获得像控点坐标。通过ＺＳＳ ３（中山站连续运行站）的已知坐标，分析解算结果精度是否满足航空

摄影的成图精度。

关键词：ＩＴＲＦ；ＩＧＳ；全球定位系统

中图分类号：Ｐ２２８．４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—５８６７（２０１２）０８—００６２—０３

Ａｅｒｉａｌ Ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ ｏｆ Ａｎｔａｒｃｔｉｃａ Ｓ Ａｍｅｒｙ Ｉｃｅ Ｓｈｅｌｆ Ｅｄｇｅ

ａｎｄ ＧＰＳ Ｄａｔａ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｉｎｔ

ＺＨＵ Ｌｉ—ｚｈｏｎｇ 。ｗＵ Ｗｅｎ—ｈｕｉ 。ＬＯＵ Ｑｕａｎ—ｌｉ。

（１．Ｔｈｅ Ｆｉｒｓｔ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ １５００８１，Ｃｈｉｎａ；

２．Ｐｏｌａｒ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ，

Ｈａｒｂｉｎ １５００８１，Ｃｈｉｎａ；３．Ｔｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ ａｎｄ Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ，Ｓｔａｔｅ Ｂｕｒｅａｕ

ｏｆ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ １５００８１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｆｉｅｌｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｌａｎ ｏｆ Ａｎｔａｒｃｔｉｃａｇ Ａｍｅｒｙ Ｉｃｅ Ｓｈｅｌｆ ａｅｒｉａｌ ｐｈｏｔｏｇｒａｍ—

ｍｅｔｒｙ ｉｎ ｔｈｅ ２７ｔｈ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｎａｔｉｏｎ Ａｎｔａｒｃｔｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｅｘｐｅｄｉｔｉｏｎ，ａｎｄ ａｃｑｕｉｒｅｓ ｔｈｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ ｂｙ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｐｈｏｔｏ—

ｇｒａｐｈ ＧＰＳ ｄａｔａ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ＺＳＳ３ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｃｏｎｄｕｃｔｓ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｏ ｃｏｍｐａｒｅ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ａｃｃｕｒａｃｙ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｓ

ｗｉｔｈ ｔｈａｔ ｏｆ ａｅｒｉａｌ ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙ ｍａｐｐｉｎｇ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｆｒａｍｅ；Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧＮＳＳ Ｓｅｒｖｉｃｅ；ＧＰＳ

０引 言 １埃默里冰架外缘航空摄影

埃默里冰架外缘航空摄影是为“８６３”地球观测与导

航技术领域“十一五”重点项目“面向全球气候变化的极

地环境遥感关键技术与系统研究”中的相关研究进行现

场试验和现场验证工作。依托我国极地考察船和航空平

台，在南极典型外缘进行遥感现场综合试验，获取完整的

地面观测数据，开展遥感产品真实性检验，为我国极区遥

感业务化产品发布和气候系统模式研究提供定量评估基

础和支撑。

埃默里冰架是南极三大冰架之一，距中山站约

２００ ｋｍ，属普里兹湾海域。它是东南极内陆冰盖物质流

向南大洋的主要通道，埃默里冰架的变化直接关联着南

极冰盖物质平衡过程及其对海平面变化的影响，同时又

是南极冰盖发生变化最敏感的“指示器”。

根据埃默里冰架外缘的最新遥感影像制作冰情分布

图，确定航摄的最理想区域（如图１所示）。航摄面积

４３０ ｋｍ ，航线长度７２０多千米，共计３０条航线，南北方

收稿日期：２０１２—０５—０７

基金项目：国家高技术研究发展计划（８６３计划）——极区遥感现场验证综合试验项目（２００８ ＡＡ １２１７０５—２）资助

作者简介：朱李忠（１９８５一），男，江苏东海人，助理工程师，硕士，２００９年毕业于武汉大学大地测量学与测量工程专业，主要从事ＧＰＳ

数据处理及应用研究工作。

测绘与空间地理信息 ２０１２牟

５．０对观测数据进行处理 。

由于航摄区域距中山站区较远，不能以中山站为依

托，对其进行航空摄影测量。只能依托雪龙船，利用直升

飞机进行像控点的布设和测量，由于直升飞机不能在冰

架上着落，限制了像控点ＧＰＳ数据的采集时间，三个像控

点的ＧＰＳ观测时段长度见表１，从表中可以看出三个像控

点的共同观测时段长度为５ｌ ４０”。

表１ ＧＰＳ观测时段

Ｔａｂ．１ ＧＰＳ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄｓ

本文以南极中山站周边的ＩＧＳ站作为参考站 ，如图

４所示，由于ＭＡＷ １缺失当天的数据，本文以ＳＹＯＧ，ＤＡＶ

１和ＫＥＲＧ作为参考站，采用ＩＴＲＦ２０００框架，中山站连续

运行站（ＺＳＳ３）一起并人解算，通过中山站已知坐标检验

解算结果的可靠性和精度，解算结果见表２。

图４南极ＩＧＳ站及ＺＳＳ３分布

Ｆｉｇ．４ Ａｎｔａｒｃｔｉｃａ ＩＧＳ ｓｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ＺＳＳ３ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ

表２像控点及ＺＳＳ３解算结果

Ｔａｂ．２ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｏｉｎｔｓ ａｎｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ＺＳＳ ３

中山站连续运行站（ＺＳＳ ３）已知的ＩＴＲＦ ２０００框架

坐标为：（一６９。２２ １１．８１７ ８ｌ７”，７６。２１ ４８．２６６ ８９８”，

３５．７３０５ ７８），与解算结果较差为△Ⅳ＝０．０００ ２４５”，△Ｅ

＝０．０００ ４６５”，△ ＝一０．０８０ ２８ ｍ。在ＷＧＳ一８４坐标系

下，经纬度对应的距离见表３。

表３ Ｅａｒｔｈ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ＷＧＳ一８４ ‘

Ｔａｂ．３ Ｌａｔｉｔｕｄｅ ａｎｄ ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＷＧＳ一８４

ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ

１ ｍｉｎｕｔｅ ｏｆ ｌａｔｉｔｕｄｅ １ ｍｉｎｕｔｅ ｏｆ ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ

Ｌａｔｉｔｕｄｅ

Ｍｅｔｅｒｓ

从表３可以得到 ：０．００７ ６ ｍ，Ａｙｍ ＝０．０Ｏ４ ２ ｍ，

平面精度可以达到厘米级。本次航空摄影仪器采用哈苏

Ｈ １Ｄ数码照相机，ＣＣＤ尺寸３６．９ ｍｍ×４９ ｍｍ，焦距

３５ ＩＴｌｍ。根据《航空摄影技术设计规范》要求，Ｈ＝ｍｆｏ其

中日为摄影时飞机相对于基准面的航高，单位为米；ｍ为

航摄比例尺分母；．厂为航摄仪主距，单位为毫米。本次埃

默里冰架外缘航摄的航高为８００ ｍ，可以得到航摄比例尺

为１：２２８ ５７，根据《航空摄影技术设计规范》，满足

ｌ：１０ ０００成图比例尺的要求，像控点平面中误差不超过

±１ ｍ。因此，本次解算结果满足１：１０ ０００成图比例尺的

要求。

３结束语

相关研究项目首次对南极埃默里冰架进行了航空摄

影，获取了该区域的冰情分布，通过布设ＧＰＳ像控点，制

作成图提取冰缘线，为８６３相关研究项目遥感现场验证提

供数据。

通过利用高精度的ＧＰＳ处理软件——Ｂｅｍｅｓｅ，联测

ＩＧＳ站，在困难观测条件，观测时段长度不到一个小时的情

况下获得较高的点位精度，满足航摄影像的制图精度。

参考文献：

［ｔ］张胜凯，鄂栋臣，李斐，等．利用ＧＰＳ提取南极Ａｍｅｒｙ冰

架海潮信号［Ｊ］．冰川冻土，２００９，３１（６）：１ １５６—１ １５９．

［２］ 张彩红，朱波，张黎．应用Ｂｅｒｎｅｓｅ软件进行高精度ＧＰＳ

定位解算［Ｊ］．测绘信息与工程，２００６，３１（３３）：８—９．

［３］ Ｒｏｌｌ Ｄａｃｈ，Ｕｒｓ Ｈｕｇｅｎｔｏｂｌｅｒ，Ｐｉｅｒｒｅ Ｆｒｉｄｅｚ，Ｍｉｃｈａｅｌ Ｍｅｉｎｄｌ

Ｂｅｍｅｓｅ ＧＰＳ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ ５．０［Ｍ］．Ｂｅｒｎ：Ｓｔａｍｐｆｌｉ

Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ ＡＧ，２００７．

［４］李建虎，张胜凯，鄂栋臣，等．南极中山站数据处理中

ＩＧＳ框架站的选择［Ｊ］．大地测量与地球动力学，２０１０，

３０（１）：６１—６４．

［编辑：胡雪］