Page 203 - 测绘新技术的理论与实践研究

第六章 无人机遥感测绘技术的应用研究

作、加工和装配等原因的影响，普通数码相机的光学镜头不可避免地存在畸变差

缺陷，包括光学镜头畸变误差、机械误差和电学误差。这些畸变误差导致拍摄影
像的像点坐标位移和变形，影响航摄像片的共线条件。因此，在使用普通数码相
机进行航测时，必须对数码相机进行畸变差检校，从而消除光学镜头畸变，纠正
像点坐标位移。
光学畸变差包括了径向畸变差（radial distortion）和离心畸变差（decentring

distortion）2 类，其对像点位移的影响大于机械误差（扫描阵列不平行于光学影像；
每个阵列元素尺寸不同）和电学误差（行同步误差、场同步误差和采样误差），
因此，一般航空摄影测量时仅对光学畸变误差进行改正。径向畸变差使构像点准

确位置沿向径方向偏离，由于这种偏离具有对称性，也叫做对称径向畸变差；离
心畸变是由于镜头本身的光学中心和几何位置中心不一致引起的误差，使构像点
正确位置沿向径方向和垂直于向径方向都产生偏离，也称离心畸变差。数码相机
的径向畸变通常是离心畸变的 5~7 倍。

相机检校工作一般由厂家在实验室内完成，提供完整的相机鉴定报告，其中
包括严格、准确的畸变差校准参数。
无人机遥感系统获取的原始像片在进行数据处理前可先进行畸变差改正，改
正时在专用软件中输入相机检校参数后利用软件可完成对影像畸变差的改正，也

可在数字摄影测量软件系统中输入相机检校参数，在空中三角测量时改正像片畸
变差。

三、坐标系统

无人机遥感系统是集成无人机平台和多传感器的复合系统，传感器本身以及
通过传感器获取的空间数据都有各自不同的空间基准，因此，必须设定一套统一
的坐标系统，将无人机平台、数码相机、IMU、影像数据等传感器及其数据统一
到一个基准参考的坐标系统中，以实现多源数据坐标系统的统一和通过像片上像

点的位置确定相应地面点的空间位置。在建立无人机遥感系统对地定位统一的坐
标系统数学模型之前，需事先定义几个坐标系，主要包括：框架坐标系、传感器
坐标系、摄影测量坐标系和平面直角坐标系。

（一）框架坐标系
第一，无人机平台框架坐标系（UAVf），定义为右手空间直角坐标系，坐
标原点定义在无人机平台几何中心，x 轴定义在无人机飞行方向，z 轴垂直于 x 轴，

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