多传感器定向技术的发展，为自动空中三角测量提供了机遇，也带来了诸多挑战和问题，如多传感器检校、GPS/IMU辅助区域网平差、数据可靠性和粗差探测等难题。本文在传统空中三角测量理论的基础上，运用数字摄影测量、数字图像处理、误差处理等技术，对影像自动定向和GPS/IMU辅助光束法区域网平差的方法进行了系统深入地研究，并用程序予以了实现。实践表明，利用GPS、IMU数据辅助空中三角测量，能达到较高的自动化程度。 本文主要包括以下内容：1.传统空中三角测量的基础是共线方程式，在加入了GPS/IMU数据以后，需要对共线方程式进行扩展。本文在共线方程式的基础上，给出了GPS/IMU辅助的空中三角测量的数学模型，这是GPS/IMU辅助自动空中三角测量的基础。2.GPS和IMU与摄影仪在空间位置上存在偏移，需要预先确定它们之间的关系，才方便引入GPS、IMU数据参与空三解算。本文给出了GPS和IMU与航摄仪空间位置之间的关系式，并介绍了如何进行动态自检校确定它们间的关系。3.在航摄飞行过程中，数据质量受多方面因素的影响，如大气折光、地球曲率、相机畸变和GPS信号失锁等方面。为消除系统误差的影响，必须要对传感器进行检校，并用附加参数来补偿系统误差。本文在附加参数补偿系统误差原理的基础上，给出了多传感器进行自检校的方案和解求附加参数的方法。4.区域网平差是空中三角测量的核心，在对几种区域网平差的特点进行比较后，根据本系统的需要选用光束法区域网平差进行空三加密。光束法区域网平差理论最严密，也最便于引入非摄影测量观测值进行区域网平差，其缺点是解算时间较长。本文实现了3种光束法区域网平差的模型，包括将地面控制点视为带权观测值的光束法区域网平差，附加参数的自检校光束法区域网平差，GPS/IMU数据辅助的光束法区域网平差。5.光束法区域网平差的解算结果受粗差影响很大，若观测值存在粗差，解算结果甚至还不如其它类型的区域网平差。本系统在误差处理和可靠性分析理论的基础上，加入了粗差检测和剔除以及观测值权地自动确定等功能，这样既保证解算的结果尽量地与实际情况相符，又能提高加密精度。