北航論文格式

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　　篇一

　　淺談航空攝影測量

　　摘要：本文對航空攝影測量的概念、內容及航空攝影測量技術發展和應用作了簡要闡述。

　　關鍵詞：航空攝影測量;1:10000地形圖;外業內業

　　中圖分類號：P216文獻標識碼： A

　　引言：

　　攝影測量為一門透過記錄、量測、判釋、像片影像或輻射電磁波的形態或其他現象，以獲得物體及環境之可靠資訊的藝術、科學及技術。由於相關軟硬體技術的進步，攝影測量已成為地圖編繪與地形圖製作最準確及行之有效的方法。

　　1航空攝影測量

　　航空攝影測量指的是地形攝影測量，從航攝飛機上對地面進行影，再利用測量儀器對地面被攝的各種地物、地貌的空間位置進行測定，以一定的比例尺並按圖式符號將其繪製成各種地圖產品，它是攝影測量的一個重要分支。航空攝影測量是我國傳統測繪的重要組成部分，同時航測法成圖是測制國家基本比例尺地形圖的最基本手段。航空攝影測量的主要任務是測制各種比列尺地形圖和影像地圖、建立地形資料庫，併為各種地理資訊系統和土地資訊系統提供基礎資料。

　　2 現代航空攝影測量主要內容

　　航空攝影測量是通過搭載精密攝影機的飛行器對地面進行像片拍攝，作業過程分為飛行航空攝影***外業***及工作站影像處理***內業***兩大部分。

　　2.1飛行航空攝影***外業***

　　2.1.1像片控制點聯測。像片控制點一般是航攝前在地面上佈設的標誌點，也可選用像片上的明顯地物點***如道路交叉點等***，用普通測量方法測定其平面座標和高程。

　　2.1.2像片調繪。是影象判讀、調查和繪注等工作的總稱。在像片上通過判讀，用規定的地形圖符號繪注地物、地貌等要素，測繪沒有影像的和新增的重要地物，註記通過調查所得的地名等，通過像片調繪所得到的像片稱為調繪片。調繪工作可分為室內野外和兩者相結合的3種方法。

　　2.1.3航空攝影測量引數設計。如航帶、航高等的設計。

　　2.1.4航攝過程。空中攝影及導航等工作。

　　2.2 工作站影像處理***內業***

　　2.2.1測圖控制點的加密。整個流程又細分為建立工程、加入原始航空影像生成影像金字塔、輸入航空影像拍攝的相關引數、點位量測及空中三角測量等。

　　2.2.2空三成果製作。

　　主要是製作數字地形模型，製作正射影像及鑲嵌數字地形模型及正射影像。

　　3航空攝影測量技術的發展

　　21世紀以前，我國的1:10000地形圖生產多采用白紙測圖等常規模式，生產效率低下，產品形式單一。但隨著航空攝影技術的發展，其優勢也越來越被凸顯出來，逐漸被人們認同和採用到20世紀90年代，我國的1:10000比例尺基礎測繪基本採用了此方法。航空攝影測量的發展改變了中小比例尺測圖的歷史，尤其是1:10000地形圖的生產模式，其技術的完善發展也改變了1:10000地形圖的產品種類，提高了生產效率。

　　3.1航空攝影測量的軟硬體技術發展

　　隨著航空攝影硬體裝置的改進和發展，如IMU/POS系統的技術完善，航攝儀DMC、掃描式數字成像裝置***ADS40，ADS80等***的應用，LIDAR攝影傾斜攝影等技術的出現，讓攝影測量的應用空間越來越廣闊。這些新技術的出現，給測繪手段帶來了巨大的改變，如從點狀中心投影向線狀中心投影的轉變，3維立體建模更加簡單等，但同時對軟體技術提出了更高的要求。航攝技術軟體也日新月異，以前我們多采用外國軟體，現在我們的國產軟體也十分豐富。如Geoway是北京吉威時代軟體技術有限公司開發的一組專業而全面的空間資料處理軟體，套件為4D***DLG，DRG，DEM，DOM***基礎地理資訊產品提供從資料採集、加工到產品製作和包裝的全套生產軟體。MapGIS是中地數碼集團的產品，是中國具有完全自主智慧財產權的地理資訊系統，是全球惟一的搭建式GIS資料中心整合開發平臺，實現遙感處理與GIS完全融合，支援空中、地上、地表、地下全空間真三維一體化的GIS開發平臺。IMU導航、GPS慣性單點定位、定向技術在航空攝影測量中的應用，實現了使用外業稀少像控點，就能達到規定的精度要求，較傳統攝影測量可以節約85%的時間，95%的人力資源投入。但由於此方法生產費用巨大，應用普及還需要一定的時間。因此，根據我國的實際應用情況，如何提高像控點及測量效率仍是目前研究的目標。

　　3.2 航空攝影測量的發展方向

　　目前，航空攝影測量的發展方向主要有以下幾個方面:

　　3.2.1 ADS80數碼相機等航空攝影硬體裝置的應用推廣，航空攝影測量將全面實現自動化與數字化。

　　3.2.2 隨著數碼影像的出現，像控點佈設數量將大大減少，外業逐漸脫離繁重的工作，逐步實現生產高效化。

　　3.2.3航攝軟體的不斷完善發展，航空攝影測量的生產工藝流程將日趨簡單，流暢。

　　3.2.4傾斜攝影等技術帶來的3維立體成圖方法的改變，使航空攝影測量的發展空間更加廣闊。

　　4 航空攝影測量的應用

　　航空攝影測量技術的應用，已滲透到國土、規劃、勘探、公路、鐵路、水利、防災等行業。

　　2005年，安徽省水利水電勘測設計院在青弋江分洪道工程中運用航空攝影測量技術，大大減少了外業工作，提高了勞動效率，減少了勞動強度。同時，將大量的外業測量工作移到室內完成，成圖速度快且成本低，不受氣候和季節的限制。隨著技術的發展與完善，內外業一體化技術應運而生，其應用也日趨廣泛和成熟。

　　2007年7月全面啟動的全國第二次土地調查中，著重遵循充分利用的原則，利用航空攝影測量內外業一體化技術的優勢，為生產任務的順利完成提供了重要的技術保障。

　　2008年的汶川地震救援中，應用實時拍攝的航空攝影影像圖瞭解災區情況，為抗震救災決策指揮提供及時決策依據，災後，四川全省進行了1:10000航測法成圖的全覆蓋。

　　2011年1月我國南極科考隊成功採用航空攝影測量技術完成了南極埃默裡冰架的航拍任務，為我國對南極地形及相關研究提供了科學準確的資料，實現了航空攝影技術在南極極端環境下的應用，完成我國在南極中山站首次航測成圖產品，1:10000DLG，DEM，DOM產品及中山站的模擬動畫。

　　諸如此類的應用仍然延續著，在不斷的探索實踐中，各類新技術相繼產生，都為航空攝影測量的發展和完善提供了技術保障。

　　5結語

　　隨著計算機技術和互聯通訊技術的發展，航測技術由模擬測繪向數字測繪轉變，由計算機代替 “人眼”，邁向資訊化測繪時代。航空攝影測量已成為當前大比例尺地圖繪製技術中的熱門話題，各種航空攝影新技術一定會逐步完善。

　　篇二

　　淺析新一代航空電信網技術及其應用進展

　　[摘要]新一代航空電信網***Aeronautical Telecommunication Network,ATN***是新航行系統的重要基礎,目前在民航組織的積極推動下,ATN 網路已經進入部署實施階段。本文介紹了ATN的背景、應用程式、體系結構等技術,並介紹了ATN網路目前的應用進展。

　　[關鍵詞]航空;電信網;應用

　　1 ATN背景

　　近年來,空中交通流量的飛速增長給現有通訊導航系統帶來了巨大壓力。為了解決這些問題,1991年國際民航組織經過深入的研究,引入通訊、導航、監視/空中交通管理***簡稱CNS/ATM***新航行系統概念,以期通過應用資料通訊和衛星技術改善現有的空管系統。新一代航空電信網是新航行系統的重要組成部分,是實施CNS/ATM新航行系統的前提。

　　ATN並非一種全新的底層通訊網路,而是採用基於國際標準的公共介面服務和協議,整合地面、空地和航空電子資料等多種資料子網互聯來實現統一資料傳輸服務,是全球地空一體化的航空專用通訊網路,可提供安全、可靠、高效的航空通訊服務。ATN可以提供空中交通服務通訊***ATSC***、航空執行控制***AOC***、航空管理通訊***AAC***、航空旅客通訊***APC***四類服務。目前在國際民航組織的推動下,ATN網路已經全面進入部署實施階段。

　　2 ATN的應用程式

　　ATN由若干應用程式和通訊服務組成,是一個網際網路的概念,通過儘可能整合並使用現有的通訊網路資源,為航空界***包括空管、航空管理部門、航空運營商、航空器製造企業***提供統一的通訊服務,並根據不同組織的要求,提供不同質量的通訊服務。ATN提供的應用程式包括地空應用和地地應用。

　　2.1 地空應用

　　***1***上下文管理***CM***

　　CM的作用類似於域名解析系統,提供機載系統和地面系統,或兩個地面系統之間互動、更新資料鏈路應用資訊,包括應用的名稱、地址、版本號等。

　　***2***自動相關監視***ADS***

　　ADS應用自動向使用者提供來自於機載導航定位系統的報告,包括飛機標識、四維座標和附加資料。ADS系統提供自身位置與其他資訊報告,可用於空中交通管理和飛機位置的監控。

　　***3***管制員與機組人員之間資料鏈通訊***CPDLC***

　　CPDLC 應用的主要功能是提供管制員與機組人員之間的資訊交換,與管制人員和機組人員的對話通過CPDLC來維護。它提供四個功能：管制員機組人員之間資訊交換功能、資料當局之間的移交、許可的下行移交、地面前向移交。

　　***4***飛行情報服務***FIS***

　　FIS 應用允許機組人員通過資料鏈向地面航行情報資訊系統請求和接收數字化自動航站情報。FIS資料鏈服務可以提供給空中和地面使用者,是現存的語音通播方式的補充。

　　2.2 地地應用

　　***1***ATS***空中交通服務***資訊處理服務***ATSMHS***

　　航班計劃資料通過AMHS接收。AMHS定義了兩種應用,一類是ATS資訊服務,採用儲存轉發方式進行資訊處理;另一類是透傳方式,AFTN***航空固定電信網***資訊的傳輸方式。

　　***2***ATS***空中交通服務***裝置間資料通訊***AIDC***

　　AIDC 用於在ATS單位間交換資料以支援空中交通管制移交。支援的服務包括航班通知、航班協調、管制移交、通訊移交、監視資料的傳輸等。AIDC是嚴格地用於ATS單位之間交換控制資訊的ATC應用,不支援其他機構間的資訊交換。

　　3 ATN的體系結構

　　ATN網路的主要構件是通訊子網、ATN路由器和終端系統。通訊子網定義為一個基於特定通訊技術的通訊網,用於ATN系統之間傳遞資訊的物理手段,並非是ATN的組成部分。各種地地和地空子網為ATN的終端系統之間提供多條資料通路支援。ATN路由器負責連線不同的通訊子網,並跨越不同的子網傳送基於QOS的分組。ATN終端系統處理應用層服務和上層協議棧,以便與對等的終端系統進行通訊。

　　3.1 ATN通訊子網

　　ATN的通訊子網可以是現存的資料網路,也可以是正在發展的資料網路。地空子網包括：航空移動衛星服務***AMSS***、甚高頻地空資料鏈***VHF***、二次雷達S模式***SSR Mode S***、高頻地空資料鏈***HF***、Gatelink。地地子網包括：區域網***如乙太網、令牌環網、光纖分佈資料介面FDDI***、廣域網***如X.25、幀中繼、ATM、?ISDN***。?另外,公共 ICAO 資料交換網***CIDIN***、改進的 X.25 通訊服務等均可用於 ATN 子網。機載子網：與地面系統類似,機載的各種通訊網路也可以作為ATN 子?網。如?基於ARINC規範429和629的子網、乙太網和FDDI網。

　　3.2 ATN路由器

　　當飛機移動,到達飛機所通過的網路將改變。ATN支援動態路由,以適應飛機移動和網路維護等網路拓撲的改變。路由器是中間系統,包含OSI參考模型的下三層。根據不同型別,由不同的路由協議組成。

　　3.3 ATN終端系統

　　ATN終端系統與其他ATN 終端系統進行通訊,向ATN應用提供端到端通訊服務。ATN 包括全部七層協議棧。ATN 終端系統是自動化裝置的介面,也是人機介面。

　　4 ATN的應用進展

　　4.1 國際上ATN的應用進展

　　***1***ATN地地應用

　　作為第一個ATN地地應用,航空資訊處理系統AMHS***ATS Message Handling System***是代替現有自動轉報系統AFTN的ATN應用,可以提供更可靠、更安全、功能更強大的資訊傳輸服務。美日間於2005年投入執行開通了的AMHS線路。歐洲地區的西班牙於1998年年底,AMHS系統投入執行。2006年2月,法蘭克福—馬德里之間AMHS線路投入執行。2005年,阿根廷國內的AMHS系統投入實際執行。2006年2月,科威特安裝部署了AMHS產品。2006年10月,牙買加在國內安裝了AMHS系統。

　　中國北京作為亞太地區的主幹節點,將連通區內11個國家和地區,並連線中東和歐洲地區。中國香港作為亞太地區的主幹節點,連通區內7個國家和地區。澳大利亞、泰國、新加坡、印度尼西亞、蒙古、中國香港、中國澳門、孟加拉等國家和地區正進行內部ATN實施與部署工作;日本、泰國、中國香港、澳大利亞建立了ATN技術實驗平臺開展相關測試工作;目前中、泰、港三方已完成第一、第二、第三階段ATN技術測試工作。

　　***2***ATN地空應用

　　ATN地空應用部分主要內容是由ACARS向ATN地空通訊過渡。現有的ACARS與ATN是不相容的,需過渡到甚高頻資料鏈中的VDL Mode 2,過渡到VDL Mode 2的規劃和建議需採用AOA***ACARS OVER AVLC***的方式實現。過渡計劃利用原有設施,特別是在底層完全相容的情況下***採用的頻段、機載裝置和天線相容***,過渡採用的實際措施是：先建立能傳輸ATN報文的地空網路,並在其基礎上實驗ACARS的應用,待技術完全成熟,轉換成ATN的VDL Mode 2。

　　目前地空應用的發展為,2001年中期,SITA已計劃升級並使用VDL Mode 2服務,並在歐洲中部逐步將原有的ACARS地面站改造成為相容ACARS和VDL Mode 2兩種協議的地面站。2004年以來,已有超過100個VDL Mode 2地面站在北美投入使用***全球超過200個***,拉丁美洲及加勒比海地區的發展也很迅速。ARINC也在致力於發展VDL Mode 2網路,其開發的AOA和ATN網路已經投入了應用,網路覆蓋北美、歐洲和日本。在歐洲,2003年年底,ARINC建設的12個地面站投入執行,以支援Link2000+專案。Eurocontrol支援基於VDL Mode 2進行的空中交通服務與控制,在其Link2000+戰略中,Eurocontrol向航空公司提供經費支援,鼓勵其加裝VDL機載裝置。根據巴黎監視站統計的資料,截至2006年1月,已經有20家航空公司的155架飛機裝備了VDL Mode 2裝置,包括7種不同型別的飛機,VDL Mode 2已應用於超過20條航路。俄羅斯、西班牙、法國、義大利、美國、英國、奧地利、德國、盧森堡、匈牙利、丹麥、荷蘭、埃及、摩洛哥、阿爾及利亞等國家已將VDL Mode 2技術投入到民航商業應用中。

　　4.2 國內的應用進展

　　國內的應用分兩個階段：第一階段為2001—2005年,主要的工作為編制《空管航空電信網技術政策、應用和發展技術白皮書》;ATN實驗室建立和技術準備;研究與開發工作;國際ATN/AMHS技術測試工作。第二階段為2006—2010年,主要的工作為ATN/AMHS過渡與實施;ACARS向VDL Mode 2過渡。

　　2002年民航總局空管局根據國內民航通訊網路的狀況以及國外的ATN實施狀況,編制了《空管航空電信網技術政策、應用和發展白皮書》,2006年進行了修訂,作為民航通訊發展和相關方面的技術依據。地面傳輸網路逐步由AFTN向ATN/AMHS網路過渡。地空傳輸網路建成以甚高頻地空資料鏈為主要傳輸手段的地空資料通訊網路,在必要的環境下以高頻地空資料鏈為輔助傳輸手段,逐步由ACARS網路向ATN/VDL M2過渡。

　　目前在北京部署已建設ATN骨幹節點,並部署ATN路由器和AFTN/AMHS網關係統,進行與國際民航組織計劃的與周邊國家和地區的技術測試工作;下一步的工作是建設ATN骨幹網路,與AFTN並行,逐步向ATN過渡。

　　中國民航於1995年開始著手建設民航VHF地空資料鏈系統,1998年建成一期工程,2001年完成二期工程建設,建成當時能提供全國絕大部分航路和大部分機場覆蓋能力的VHF地空資料鏈系統。該資料鏈系統是國際民航界除美國航空通訊公司***ARINC***和國際航空通訊協會***SITA***外,世界第三大地空VHF資料通訊網。

　　目前國內可支援的地空資料通訊應用支援飛機飛行的各個階段。在空中交通管制與服務領域,我國僅在少數機場和區域實施了部分應用,效果良好,包括：數字式飛機起飛前放行系統***PDC***、數字式自動化航站資訊服務系統***D-ATIS***、數字化航路氣象服務***D-VOLMET***、航空氣象資料下傳***AMDAR***。

　　航空公司可以利用VHF資料鏈系統對飛機飛行全階段實施及時有效的監視與服務,對保障飛行安全、增加航班保障能力、提高旅客服務水平有顯著作用。具體應用包括：飛行動態監視、地空雙向資料通訊、資料統計與分析、機務維修、旅客服務等。但是由於目前機載裝置配套軟體系統配置不完整，或需要投入一定的時間和費用開展應用的配置,缺乏人員培訓等原因,雖然飛機具備進行地空資料通訊的基本條件,但無法或只能部分開展應用。

　　5 結論

　　本文介紹了ATN相關的技術及其在國內外的應用進展。隨著通訊技術的發展,行業的積極推動,新一代航空電信網將在不遠的將來進入實際應用階段,為航空界業者和旅客提供更加可靠靈活的通訊服務。

　　參考文獻：

　　呂小平.空中交通管理文集[M].北京：航空工業出版社,2009.