JJG (测绘) 3401-2016
基本信息
标准号:
JJG (测绘) 3401-2016
中文名称:数字航摄仪
标准类别:国家计量标准(JJ)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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数字
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标准简介
JJG (测绘) 3401-2016 数字航摄仪
JJG (测绘) 3401-2016
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标准内容
中华人民共和国测绘地理信息计量检定规程JJG(测绘)3401—2016
数字航摄仪
Digital Aerial Camera
2016-05-17发布
2016-05-20实施
国家测绘地理信息局发布
JJG(测绘)3401—2016
数字航摄仪检定规程
Regulation of Verification onJJG(测绘)3401—2016
代替JJG(测绘)3401—2013
Digital Aerial Camera
归口单位:国家测绘地理信总局主要起草单位:国家光电测距仪检测中心参加起草单位:北京四维远见信息技术有限公司北京测科空间信息技术有限公司本规程委托国家测绘地理信息局标准化工作委员会负责解释本规程主要起草人:
JJG(测绘)3401--2016
方爱平(国家光电测距仪检测中心)齐维君(国家光电测距仪检测中心)左建章(北京四维远见信息技术有限公司)袁枫(国家光电测距仪检测中心)参加起草人:
刘宗杰(北京川维远见信息技术有限公司)苏国中(北京测科空间信息技术有限公司)张锐(国家光电测距仪检测中心)于秀娟(国家光电测距仪检测中心)HikAoNiiKAca
引用文件,
3术语和计量单位
计量性能要求
6通川技术要求
计量器其控制·
JJG(测绘)3401—2016
附录A实验案径向畸变计算公式
附录B地对地检定
附录C
检定果示例
HiKAoNiiKAca
JJG(测绘)3401—2016
本规程按JJF10022010《国家计检定规程编写规则》,对JJG(测绘)34012013《数字航摄仪检定规程》重点做了如下内容的改动:对原规程中“术语和计虽单位”逝行了调整;对原规程“实验室捡定”检定项目、主要检定器具进行「调整,对部分检定方法进行了究普;
对原规程中“空对地检建”检楚项日进行了调整,对部分检定方法逝行了完游。
本规程的历次版本发布情况为:CH/T 8021 2010;
JG(测绘)3401—2013
HiKAoNiiKAca
1范围
JJG(测绘)3401—2016
数字航摄仪检定规程
木规程适用于数字航摄仪(包括数字相机)的首次检定、后续检定和使用叶检查。其中,空对地检定适于所有类型的数字航摄仪(包括数子相机),实验室检定仅适用于可拆御卸的单镜头面阵光电成像器件的数字航摄仪(包括数字相机)。光学航摄仪(包括光学相机)的检定间参照热行。2引用文件
本规程引用下列文件:
GB/T69621:5001:10001:2 000地形图航空摄影规范GB/T79301:5001:10001:2000地形图航空摄影测量内业规范G/79311:5001:1000:2000 地形图航究摄影测晟外业规范JJG827分辨力板
凡是注期的引用文件,仅注日期的版本适用丁本规程;凡是不注日期的引而文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。3术语和计量单位
以下术语和定义适用于本规程。3.光电成像器件photoelectronicimagingdcvicc利用光电效应将可见或非可见的辐射图像转换或增强为可观察、记录,、传输、存储以及可进行处理的图像的器件系列总称。目前比较成熟的光电成像器件有电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)两大类。3.2实验室检定laboratorycalibtation在满足特定检定环境要求的实验室内,对数字航摄仪进行检定。3. 3空对地检楚air-to-ground calibration根据航空摄影测量原理,在具有一定地形起伏的地面检定场内布设控制点和各种形式的标志,用被检定的数字航摄仪对地面检定场进行航空摄影,利用控制点进行摄影测量区域网平差和全野外单像对测图,检定数字航摄仪的摄影测量精度,同时分析其影像质量。
3.4地对地检定ground-to-ground calibration将数字航摄仪搭载在可控导轨上以模拟航空摄影,在设定曝光处拍照获取检定场地面控制点影像,采用摄影测量的空间后方交会原理解算航摄仪的标定主距、对称主点以及各项畸变参数。
3.5标定主距calibratedfocal length根据最适合使用条件的畸变值分布,对等效主距进行数学调整后得到的主距值。1
iiKAoNiiKAca
JJG(测绘)3401-2016
3. 6 对称主点 principal point of symmetry; PPs像场内所有儿何影像的径向畸变,无论是山于物镜的像差,还是镜片在加工和安装过程中的缺陷所造成的,部成该尽可能地对称丁某点S,该点就称为对称干点,3.7径询崎变radialdlisiortion以对称主点为中心,沿辑射力向的畸变,以实际像点与理论像点的距离之差表示。3.8光学分辨率opticalrcsolution镜头对1mm宽度内所能清晰分辨的线条数,用以裴示获取传递或示图像细节的能力,单位为线对每毫米(lp/mm)。3.9摄影分辨率photographic resolution衡成像系统对黑口柑间、宽度相等的线状且标影像分辨的能力,以每毫米内线对数表示,单位为线对每鳍米(lp/mm)。3.10动态摄影分辨率dynamic photographic resolution数字航摄仪在空中对地间检定场进行摄影府测得的摄影分辨率。也前以图像中靶标的最小而分辨綫条宽度的2倍所对应的地而距离来丧示,单位为米(m)3. ll 茶光系数 cocfficient of stray [ight在规定检定条件下,物镜的焦平面1杂光的光通量与总光通量的比值3.12透过率ttansnitance
从物镜输出端接收到的光通量入射光道量之比。3.13地面采样距离groundsampledistance:GD一个像素所覆盖的地面长度,即数字成像的地面采样间隔,单位为米(m)。4概述
数字航摄仪是在进行航空影像数据获取时,利用光电成像器件阵列记录影像信息的航空摄影设备。它由光学镜头、光电成像器件和存储器等主要部分构成。按其结构可以分为单镜头数字航摄仪和多镜头数字航摄仪,按光电成像器件的排列形式义可以分为线阵式数字航摄仪和面阵式数字航摄仪,5计量性能要求
检定的计量性能要求见表1。
表 I检定的计量性能要求
检定类别
实验室检定
检定项口
径间畸变
光学分辩率
杂光系数
透过率
信噪比
计量性能要求
畸变改正后残差的中误差小于1/3像素大于100lp/mm
小于5%
大于70%
不小于 35 dB
iikAoNiiKAca
检定类删
空对地检定
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表1(续)
检定项目
空叶二角测最精度
立体像对摄彬
测量精度
动态摄影分能率
(金色相机)
线性度
信噪比
计量性能要求
满足标称最大比例尺航空摄影测呆成图所规定的地物点平面位置巾误差与高程记点误差要求满足标称最大比例尺航空摄影测量成图所规定的地物点面位督中误差与高程注记点中误差要求
不大下2.8倍地面采样距离
大于95%
不小于303
正:地面果样距离应满足的数学关系为Icsn-Hu/f,其中:Ls为地而恶群陷离,单位为米(m):H为证对高,单位为实(m):f为相机焦乐,单位为滚炎(nm);u为单今像素大小,单位为旁米(mm)6
通用技术要求
通用技术应满是下列要求:
a)仪器表面不应有碰伤、划痕、脱漆和锈蚀,各部件应接合整齐、密封良好;b)光学零部件应无水渍、霉斑、灰尘;c)操作面板[各按键应反成灵敏、功能正常;d)数锯输入输出接口及电源接口应完好;e)仪器的附件应满足调校及使用的要求:f)对后续检定和使用检查的仪器,允许有不影响仪器准确度和技术功能的缺陷。7计量器具控制
7.1检定条件
主要检定器县及技术要求
数字航摄仪检定所用的主要检定器具及技术要求见表2。表2主要检定器具及技术要求
主检定器具
航摄相机检测仪
积分球
均勾光源
分辨力板
技术要求
轴角编码器测角精度优于2″
在320~1080nm波长范围内,反射率大于80%在3801080nm波长范用内:出口光斑的均勾性优于96%符合JJG827的规定
iiKAoNiKAca
十要检定器具
光照度计
空对地检定场
实验室检定环境
JJG(测绘)3401-2016
表2(续)
设术要求
相对示俏误差优于8为
平面位置精度优于目心m,高
高精度优于2cm
7.1.2.1环境温度控制在20℃±5℃。7.1.2.2环境相对湿度满足30%~~75%7.1.2.3环境活净度满是100000级。7.1.2.4T作区无杂散光进人。
7.1.2.5远离强电场、磁场和震的影响。7.1.3空对地检条件
7.1.3.1检定场位
检定场包据几何检定场和影像质盘检定场,儿选地应满足以下条件:)空域开阔,在人气状况良好附能随时起飞进行航空饿影检定飞行;b)区域「空的人气满流较铰小,并且区域内无危险的延直障碍物;c)所在地区情天日数多、光照条件好;d)儿何检定场的地形应具有一定起伏:且地物、地貌其多样性。7.1.3.2检定场范围bZxz.net
几何检定场范尚按照大比例尺测图设计,且满足每条航线最少曝光12次、不少于2条航线的要求。
7.1.3.3控制点
儿何检定场内的控制点布设应分为稀疏区和密集区,且应满足以下要求:a)稀疏区控制点应均句地分布丁检定场内,且单张像幅最少含有9个控制点:b)密集区相邻控制点间距不大于100m;c)控制点面位置精度优于1cm高程精度优于2cm;d)控制点尺寸设计应覆盖6个像素以上,耳控制点中心题色应与周围物体有较人的反差。
7.1.3.4影像质量检定目标
用于影像质量检定的目标在选材上应满足以下要求:a)应具备耐高低温、耐候性的特点,适应野外工作环境的要求。b)在可见光和近红外波段具有较好的光谱平坦性、朗伯性和均勾一致性。c)西门子星:内角度为10\的黑自扇形拼接而成,可见光和近红外波段内对比度应在1/11~1/6。
d)分辨率日标:分两组铺设,一组乎行于飞行方向,一组垂直于飞行方向,每组出若干宽度按约12%的公比增减的三线对分辨率单元组成。c)灰度比例尺和矩形反射国标:由一系列经过测定的已知反射系数的反射目标组成,反射系数应在5%~80%内均勾分布。4
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7.1.3.5航摄计划与航摄设计
JJG(测绘)3401—2016
航摄计划与航摄设参照(GB/T6962中租关单节执行7.1.3.6飞行质量和摄影质量
飞行质量和摄影质量参照GB/T6962中相关章节执行。7.2检定项目
数字航摄仪的检定项月贴表3,
表 3数宇航摄仪的检定项目
序·号
检定类别
实验室检定
空对地检定
检定项目
首次检定
径向畸变
北学分辨率
杂光系数
透过率
倍噪比
中角测精度
怀像对摄影
测量精度
动态摄影分率
(全色耗机)
线性度
信燥比
注:检定类别中,“”为必检项与,“二”为可不检项司。7.3检定方法
7.3.1、实验室检定
7.3.1.1检定前准备
脸定类别
后续检定
使用中检查
检定前将被检数字航镊仪置于实验室内进行温度平衡,时间不少于2h。各检定设备的用电系统接通电源预热20min以上。7.3.1.2径向畸变
7.3.1.2.1主要检定设备是航搬相机检测仪。7.3.1.2.2检定步骤如下;
a)将被检数字航摄仪安装在航摄相机检测仪上,调整被检数字航摄仪的位置,使其入瞳落在畸变测量仪转臂的旋转轴上;b)打开点光源,将被检数字航摄仪对平行光管和点光源形成的无穷远点目标成像,保证覆盖2×2个像素以上,便于细分测量:c)精确调整被捡数字航摄仪的位置,使得转臂在从一端旋转到另一端的过程中,5
JJG(测绘)3401—2016
无穷远点且标成像在被检数字航摄仪光电成像器件的巾心行上;d)依次以相同竹度转动畸变测量仪的转臂,使无穷远点日标成像在被检数字航摄仪的光电成像器件靶面上,从被检数字航摄仪的输山影像小提取口标在光电成像器件上的位置,同时记录和应的轴角编码器的角度值;e)测量完该方向后,重复步骤c)、d),测量被检数字航摄仪光电成像器件的心列「的数据;
F)按附录A分别计算出光电成像器件行向和列向的对称主点垒标和标定主距,以及各H标点的畸变;
g)按公式(1)的畸变模型,根据最小二乘法计算山各个畸变系数:h)各个日标点的畸变值与按公式(1)计算得到的各个目标点畸变值之差,即为Ⅱ标点畸变改正后的残差,以其中误差作为检定值,其结果应满足表1的要求。检定结果示例参见表C.2.
D.-(x-x,)(Kir,° +K2r+K-r,) Pr+2(r:-cn)l+!2P2(-αs)(y: \ye)+B,(a, -x)+B.(y:-y)(1)
D -(y, -yu)(Kir+K2r* i Kgr,\) -2P(α, -xo)(yr-y)-+P,1r,\-2(y -ye)*]
式中:
Dx\列方问第;个日标点的畸变,mm;D
行方向上第i个目标点的畸变,mm:-径问畸变系数;
P1P。-偏心畸变系数;
-像素形状改正系数;
B,一面阵坐标轴改正系数;
、yo—对称主点坐标
ri——第i个日标点的径向半径,mm;:一第i个月标点的列方向标,mtn;y:——第i个日标点的行方向坐标,mm。7.3.1..2.3向畸变检定也可采用附录B的方法。7.3.1.3光学分辨率
7.3.1.3.1检定采用月视法,检定设备主要包括平行光管、分辨力板、显微镜。7.3.1.3.2检定步骤如下,
a)将分辨力板安置在平行光管物镜的焦平面上:b)将被检数字航摄仪物镜安置在平行光管物镜止前方;)打开光源照亮分辩力板;
d)调整物镜或平行光管的位置,使两者的光轴重合;c)用显微镜测出分辨力板刚能分辨的相互垂直的两个方向线条组数,查分辨率图案附表,得出对应的线条数,按公式(2)求出物镜目视的分辨率,其结果应满足表16
的要求。
式中:
JJG(测绘)3401—2016
R=R.(f./f)
R被检数字航摄仪物镜的H视分辨率,Ip/mm,R,靶标.F:刚能分辨的线条数,Ip/mm;f.-行光售的焦距,mm
一镜头的焦距.mm:
7. 3. 1, 4杂光系数
7.3.1.4.1检定设备主要包括精密光学平台、准直镜、积分球。7.3.1.4.2检步骤如下,
)将供给积分球灯案直流稳压电源的猛头在交流稳压电源上,并打电源开关进行预热:
b)将被检数字航摄仪安置在测机架上,谢调整数字航摄仪使其位F积分球出射光阑中心位置:
c)先把日标放在积分球的日标孔处,积分球另一端的滩直镜焦点落在白日标上,门数字航摄仪对白H标获取图像,并使图像的灰度值不超过图像饱和值的80%:d)把白日标替换为吸收腔,形成测最所需要的黑斑,再用数学航摄仪对黑斑标成像;
c)按公式(3)计算被检数字航摄仪杂光系数作为检定,其结果应满足表1的要求。
*- × 100%
式中:
杂光系数;
mu—…·数字航摄仪获取白日标图像的灰度值;m
数字航摄仪获取熏斑目标图像的灰度值。7.3.1.5透过率
7.3.1.5.1、检定设备主要包括精密光学平台、平行光管、光照度计7. 3.1.5.2检笼步骤如下:
a)将平行光管的光源接到直流稳压电源上,使平行光管焦面上的星点孔照亮,并发出平行光:
b)国标通过平行光管出射的平行光束经过可变光阑进入积分球,从光照度计得到空测时的读数m。;
c)保持可变光阑口径与空测时一致,在测量机架上安置被检数字航摄仪物镜并调整位置,使物镜光轴与平行光管的光轴重合,此时,在物镜的焦平面上可以看到平行光管的星点日标的像;
d)调整积分球和光照度计的位置,使光束全部进人积分球,从光照度计得到实测时的读数m1,按公式(4)计算被检数字航摄仪透过率作为检定值,其结果应满爬表17
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