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北航论文格式篇一
浅谈航空摄影测量
摘要：本文对航空摄影测量的概念、内容及航空摄影测量技术发展和应用作了简要阐述。
关键词：航空摄影测量;1:10000地形图;外业内业
中图分类号：P216文献标识码： A
引言：
摄影测量为一门透过记录、量测、判释、像片影像或辐射电磁波的形态或其他现象，以获得物体及环境之可靠信息的艺术、科学及技术。由于相关软硬件技术的进步，摄影测量已成为地图编绘与地形图制作最准确及行之有效的方法。
1航空摄影测量
航空摄影测量指的是地形摄影测量，从航摄飞机上对地面进行影，再利用测量仪器对地面被摄的各种地物、地貌的空间位置进行测定，以一定的比例尺并按图式符号将其绘制成各种地图产品，它是摄影测量的一个重要分支。航空摄影测量是我国传统测绘的重要组成部分，同时航测法成图是测制国家基本比例尺地形图的最基本手段。航空摄影测量的主要任务是测制各种比列尺地形图和影像地图、建立地形数据库，并为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。
2 现代航空摄影测量主要内容
航空摄影测量是通过搭载精密摄影机的飞行器对地面进行像片拍摄，作业过程分为飞行航空摄影(外业)及工作站影像处理(内业)两大部分。
2.1飞行航空摄影(外业)
2.1.1像片控制点联测。像片控制点一般是航摄前在地面上布设的标志点，也可选用像片上的明显地物点(如道路交叉点等)，用普通测量方法测定其平面坐标和高程。
2.1.2像片调绘。是图像判读、调查和绘注等工作的总称。在像片上通过判读，用规定的地形图符号绘注地物、地貌等要素，测绘没有影像的和新增的重要地物，注记通过调查所得的地名等，通过像片调绘所得到的像片称为调绘片。调绘工作可分为室内野外和两者相结合的3种方法。
2.1.3航空摄影测量参数设计。如航带、航高等的设计。
2.1.4航摄过程。空中摄影及导航等工作。
2.2 工作站影像处理(内业)
2.2.1测图控制点的加密。整个流程又细分为创建工程、加入原始航空影像生成影像金字塔、输入航空影像拍摄的相关参数、点位量测及空中三角测量等。
2.2.2空三成果制作。
主要是制作数字地形模型，制作正射影像及镶嵌数字地形模型及正射影像。
3航空摄影测量技术的发展
21世纪以前，我国的1:10000地形图生产多采用白纸测图等常规模式，生产效率低下，产品形式单一。但随着航空摄影技术的发展，其优势也越来越被凸显出来，逐渐被人们认同和采用到20世纪90年代，我国的1:10000比例尺基础测绘基本采用了此方法。航空摄影测量的发展改变了中小比例尺测图的历史，尤其是1:10000地形图的生产模式，其技术的完善发展也改变了1:10000地形图的产品种类，提高了生产效率。
3.1航空摄影测量的软硬件技术发展
随着航空摄影硬件设备的改进和发展，如IMU/POS系统的技术完善，航摄仪DMC、扫描式数字成像设备(ADS40，ADS80等)的应用，LIDAR摄影倾斜摄影等技术的出现，让摄影测量的应用空间越来越广阔。这些新技术的出现，给测绘手段带来了巨大的改变，如从点状中心投影向线状中心投影的转变，3维立体建模更加简单等，但同时对软件技术提出了更高的要求。航摄技术软件也日新月异，以前我们多采用外国软件，现在我们的国产软件也十分丰富。如Geoway是北京吉威时代软件技术有限公司开发的一组专业而全面的空间数据处理软件，套件为4D(DLG，DRG，DEM，DOM)基础地理信息产品提供从数据采集、加工到产品制作和包装的全套生产软件。MapGIS是中地数码集团的产品，是中国具有完全自主知识产权的地理信息系统，是全球惟一的搭建式GIS数据中心集成开发平台，实现遥感处理与GIS完全融合，支持空中、地上、地表、地下全空间真三维一体化的GIS开发平台。IMU导航、GPS惯性单点定位、定向技术在航空摄影测量中的应用，实现了使用外业稀少像控点，就能达到规定的精度要求，较传统摄影测量可以节约85%的时间，95%的人力资源投入。但由于此方法生产费用巨大，应用普及还需要一定的时间。因此，根据我国的实际应用情况，如何提高像控点及测量效率仍是目前研究的目标。
3.2 航空摄影测量的发展方向
目前，航空摄影测量的发展方向主要有以下几个方面:
3.2.1 ADS80数码相机等航空摄影硬件设备的应用推广，航空摄影测量将全面实现自动化与数字化。
3.2.2 随着数码影像的出现，像控点布设数量将大大减少，外业逐渐脱离繁重的工作，逐步实现生产高效化。
3.2.3航摄软件的不断完善发展，航空摄影测量的生产工艺流程将日趋简单，流畅。
3.2.4倾斜摄影等技术带来的3维立体成图方法的改变，使航空摄影测量的发展空间更加广阔。
4 航空摄影测量的应用
航空摄影测量技术的应用，已渗透到国土、规划、勘探、公路、铁路、水利、防灾等行业。
2005年，安徽省水利水电勘测设计院在青弋江分洪道工程中运用航空摄影测量技术，大大减少了外业工作，提高了劳动效率，减少了劳动强度。同时，将大量的外业测量工作移到室内完成，成图速度快且成本低，不受气候和季节的限制。随着技术的发展与完善，内外业一体化技术应运而生，其应用也日趋广泛和成熟。
2007年7月全面启动的全国第二次土地调查中，着重遵循充分利用的原则，利用航空摄影测量内外业一体化技术的优势，为生产任务的顺利完成提供了重要的技术保障。
2008年的汶川地震救援中，应用实时拍摄的航空摄影影像图了解灾区情况，为抗震救灾决策指挥提供及时决策依据，灾后，四川全省进行了1:10000航测法成图的全覆盖。
2011年1月我国南极科考队成功采用航空摄影测量技术完成了南极埃默里冰架的航拍任务，为我国对南极地形及相关研究提供了科学准确的资料，实现了航空摄影技术在南极极端环境下的应用，完成我国在南极中山站首次航测成图产品，1:10000DLG，DEM，DOM产品及中山站的模拟动画。
诸如此类的应用仍然延续着，在不断的探索实践中，各类新技术相继产生，都为航空摄影测量的发展和完善提供了技术保障。
5结语
随着计算机技术和互联通信技术的发展，航测技术由模拟测绘向数字测绘转变，由计算机代替 “人眼”，迈向信息化测绘时代。航空摄影测量已成为当前大比例尺地图绘制技术中的热门话题，各种航空摄影新技术一定会逐步完善。
北航论文格式篇二
浅析新一代航空电信网技术及其应用进展
[摘 要]新一代航空电信网(Aeronautical Telecommunication Network,ATN)是新航行系统的重要基础,目前在民航 组织的积极推动下,ATN 网络已经进入部署实施阶段。本文介绍了ATN的背景、 应用程序、体系结构等技术,并介绍了ATN网络目前的应用进展。
[关键词]航空;电信网;应用
1 ATN背景
近年来,空中交通流量的飞速增长给现有通信导航系统带来了巨大压力。为了解决这些问题,1991年国际民航组织经过深入的研究,引入通信、导航、监视/空中交通 管理(简称CNS/ATM)新航行系统概念,以期通过应用数据通信和卫星技术改善现有的空管系统。新一代航空电信网是新航行系统的重要组成部分,是实施CNS/ATM新航行系统的前提。
ATN并非一种全新的底层通信网络,而是采用基于国际标准的公共接口服务和协议,集成地面、空地和航空电子数据等多种数据子网互联来实现统一数据传输服务,是全球地空一体化的航空专用通信网络,可提供安全、可靠、高效的航空通信服务。ATN可以提供空中交通服务通信(ATSC)、航空运行控制(AOC)、航空管理通信(AAC)、航空旅客通信(APC)四类服务。目前在国际民航组织的推动下,ATN网络已经全面进入部署实施阶段。
2 ATN的应用程序
ATN由若干应用程序和通信服务组成,是一个互联网的概念,通过尽可能整合并使用现有的通信网络资源,为航空界(包括空管、航空管理部门、航空运营商、航空器制造企业)提供统一的通信服务,并根据不同组织的要求,提供不同质量的通信服务。ATN提供的应用程序包括地空应用和地地应用。
2.1 地空应用
(1)上下文管理(CM)
CM的作用类似于域名解析系统,提供机载系统和地面系统,或两个地面系统之间交互、更新数据链路应用信息,包括应用的名称、地址、版本号等。
(2)自动相关监视(ADS)
ADS应用自动向用户提供来自于机载导航定位系统的 报告,包括飞机标识、四维坐标和附加数据。ADS系统提供自身位置与其他信息报告,可用于空中交通管理和飞机位置的监控。
(3)管制员与机组人员之间数据链通信(CPDLC)
CPDLC 应用的主要功能是提供管制员与机组人员之间的信息交换,与管制人员和机组人员的对话通过CPDLC来维护。它提供四个功能：管制员机组人员之间信息交换功能、数据当局之间的移交、许可的下行移交、地面前向移交。
(4)飞行情报服务(FIS)
FIS 应用允许机组人员通过数据链向地面航行情报信息系统请求和接收数字化自动航站情报。FIS数据链服务可以提供给空中和地面用户,是现存的语音通播方式的补充。
2.2 地地应用
(1)ATS(空中交通服务)信息处理服务(ATSMHS)
航班 计划数据通过AMHS接收。AMHS定义了两种应用,一类是ATS信息服务,采用存储转发方式进行信息处理;另一类是透传方式,AFTN(航空固定电信网)信息的传输方式。
(2)ATS(空中交通服务)设备间数据通信(AIDC)
AIDC 用于在ATS单位间交换数据以支持空中交通管制移交。支持的服务包括航班通知、航班协调、管制移交、通信移交、监视数据的传输等。AIDC是严格地用于ATS单位之间交换控制信息的ATC应用,不支持其他机构间的信息交换。
3 ATN的体系结构
ATN网络的主要构件是通信子网、ATN路由器和终端系统。通信子网定义为一个基于特定通信技术的通信网,用于ATN系统之间传递信息的物理手段,并非是ATN的组成部分。各种地地和地空子网为ATN的终端系统之间提供多条数据通路支持。ATN路由器负责连接不同的通信子网,并跨越不同的子网传送基于QOS的分组。ATN终端系统处理应用层服务和上层协议栈,以便与对等的终端系统进行通信。
3.1 ATN通信子网
ATN的通信子网可以是现存的数据网络,也可以是正在 发展的数据网络。地空子网包括：航空移动卫星服务(AMSS)、甚高频地空数据链(VHF)、二次雷达S模式(SSR Mode S)、高频地空数据链(HF)、Gatelink。地地子网包括：局域网(如以太网、令牌环网、光纤分布数据接口FDDI)、广域网(如X.25、帧中继、ATM、ISDN)。另外,公共 ICAO 数据交换网(CIDIN)、改进的 X.25 通信服务等均可用于 ATN 子网。机载子网：与地面系统类似,机载的各种通信网络也可以作为ATN 子网。如基于ARINC规范429和629的子网、以太网和FDDI网。
3.2 ATN路由器
当飞机移动,到达飞机所通过的网络将改变。ATN支持动态路由,以适应飞机移动和网络维护等网络拓扑的改变。路由器是中间系统,包含OSI参考模型的下三层。根据不同类型,由不同的路由协议组成。
3.3 ATN终端系统
ATN终端系统与其他ATN 终端系统进行通信,向ATN应用提供端到端通信服务。ATN 包括全部七层协议栈。ATN 终端系统是自动化设备的接口,也是人机接口。
4 ATN的应用进展
4.1 国际上ATN的应用进展
(1)ATN地地应用
作为第一个ATN地地应用,航空信息处理系统AMHS(ATS Message Handling System)是代替现有自动转报系统AFTN的ATN应用,可以提供更可靠、更安全、功能更强大的信息传输服务。美日间于2005年投入运行开通了的AMHS线路。欧洲地区的西班牙于1998年年底,AMHS系统投入运行。2006年2月,法兰克福—马德里之间AMHS线路投入运行。2005年,阿根廷国内的AMHS系统投入实际运行。2006年2月,科威特安装部署了AMHS产品 。2006年10月,牙买加在国内安装了AMHS系统。
中国北京作为亚太地区的主干节点,将连通区内11个国家和地区,并连接中东和欧洲地区。中国香港作为亚太地区的主干节点,连通区内7个国家和地区。澳大利亚、泰国、新加坡、印度尼西亚、蒙古、中国香港、中国澳门、孟加拉等国家和地区正进行内部ATN实施与部署 工作;日本、泰国、中国香港、澳大利亚建立了ATN技术实验平台开展相关测试工作;目前中、泰、港三方已完成第一、第二、第三阶段ATN技术测试工作。
(2)ATN地空应用
ATN地空应用部分主要内容是由ACARS向ATN地空通信过渡。现有的ACARS与ATN是不兼容的,需过渡到甚高频数据链中的VDL Mode 2,过渡到VDL Mode 2的规划和建议需采用AOA(ACARS OVER AVLC)的方式实现。过渡计划利用原有设施,特别是在底层完全兼容的情况下(采用的频段、机载设备和天线兼容),过渡采用的实际措施是：先建立能传输ATN报文的地空网络,并在其基础上实验ACARS的应用,待技术完全成熟,转换成ATN的VDL Mode 2。
目前地空应用的发展为,2001年中期,SITA已计划升级并使用VDL Mode 2服务,并在欧洲中部逐步将原有的ACARS地面站改造成为兼容ACARS和VDL Mode 2两种协议的地面站。2004年以来,已有超过100个VDL Mode 2地面站在北美投入使用(全球超过200个),拉丁美洲及加勒比海地区的发展也很迅速。ARINC也在致力于发展VDL Mode 2网络,其开发的AOA和ATN网络已经投入了应用,网络覆盖北美、欧洲和日本。在欧洲,2003年年底,ARINC建设的12个地面站投入运行,以支持Link2000+项目。Eurocontrol支持基于VDL Mode 2进行的空中交通服务与控制,在其Link2000+战略中,Eurocontrol向航空公司提供经费支持,鼓励其加装VDL机载设备。根据巴黎监视站统计的数据,截至2006年1月,已经有20家航空公司的155架飞机装备了VDL Mode 2设备,包括7种不同类型的飞机,VDL Mode 2已应用于超过20条航路。俄罗斯、西班牙、法国、意大利、美国、英国、奥地利、德国、卢森堡、匈牙利、丹麦、荷兰、埃及、摩洛哥、阿尔及利亚等国家已将VDL Mode 2技术投入到民航商业应用中。
4.2 国内的应用进展
国内的应用分两个阶段：第一阶段为2001—2005年,主要的工作为编制《空管航空电信网技术政策、应用和发展技术白皮书 》;ATN实验室建立和技术准备;研究与开发工作;国际ATN/AMHS技术测试工作。第二阶段为2006—2010年,主要的工作为ATN/AMHS过渡与实施;ACARS向VDL Mode 2过渡。
2002年民航总局空管局根据国内民航通信网络的状况以及国外的ATN实施状况,编制了《空管航空电信网技术政策、应用和发展白皮书》,2006年进行了修订,作为民航通信发展和相关方面的技术依据。地面传输网络逐步由AFTN向ATN/AMHS网络过渡。地空传输网络建成以甚高频地空数据链为主要传输手段的地空数据通信网络,在必要的环境下以高频地空数据链为辅助传输手段,逐步由ACARS网络向ATN/VDL M2过渡。
目前在北京部署已建设ATN骨干节点,并部署ATN路由器和AFTN/AMHS网关系统,进行与国际民航组织计划的与周边国家和地区的技术测试工作;下一步的工作是建设ATN骨干网络,与AFTN并行,逐步向ATN过渡。
中国民航于1995年开始着手建设民航VHF地空数据链系统,1998年建成一期工程,2001年完成二期工程建设,建成当时能提供全国绝大部分航路和大部分机场覆盖能力的VHF地空数据链系统。该数据链系统是国际民航界除美国航空通信公司(ARINC)和国际航空通信协会(SITA)外,世界第三大地空VHF数据通信网。
目前国内可支持的地空数据通信应用支持飞机飞行的各个阶段。在空中交通管制与服务领域,我国仅在少数机场和区域实施了部分应用,效果良好,包括：数字式飞机起飞前放行系统(PDC)、数字式自动化航站信息服务系统(D-ATIS)、数字化航路气象服务(D-VOLMET)、航空气象资料下传(AMDAR)。
航空公司可以利用VHF数据链系统对飞机飞行全阶段实施及时有效的监视与服务,对保障飞行安全、增加航班保障能力、提高旅客服务水平有显著作用。具体应用包括：飞行动态监视、地空双向数据通信、数据统计与分析、机务维修、旅客服务等。但是由于目前机载设备配套软件系统配置不完整，或需要投入一定的时间和费用开展应用的配置,缺乏人员培训等原因,虽然飞机具备进行地空数据通信的基本条件,但无法或只能部分开展应用。
5 结 论
本文介绍了ATN相关的技术及其在国内外的应用进展。随着通信技术的发展,行业的积极推动,新一代航空电信网将在不远的将来进入实际应用阶段,为航空界业者和旅客提供更加可靠灵活的通信服务。
参考文献：
吕小平.空中交通管理文集[M].北京：航空工业出版社,2009.
