随着国家经济的高速发展,地理信息产业更新的步伐也在不断加快,对于航空摄影测量而言,传统的作业模式已经不能满足生产的需要。近年来,机载定位定向系统成为摄影测量领域中的研究热点,其原因在于全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)的迅猛发展,由它们组合的POS系统简化了摄影测量传统作业流程:无需布设外业像控点,根据GPS系统获得的位置信息和INS系统测得的姿态信息可以直接获取像片的外方位元素,从而显著提高生产效率,缩短作业周期。因此利用POS系统辅助低空摄影测量进行大比例尺测图,能够有效减少外业和内业的工作量。本文以改善POS辅助低空摄影测量的效能为出发点,基于POS系统的原理和摄影测量的基本理论,着重比对分析了不同成图比例尺中的外业像控点布设方案,提出了优化方法,研究了利用影像外方位元素生成核线影像的技术方法,探索引入POS系统后提升航测数据处理过程效能的可行性,最后以某地区的项目和影像进行了验证。论文具体研究内容如下:(1)阐述了数字摄影测量中数据处理的重要环节,包括摄影测量相关坐标系的转换、空中三角测量模块、数字影像匹配技术,并系统地分析了各项环节的基本原理和数学模型。(2)论述了GPS系统、INS系统的基本原理,分析了GPS/INS组合系统的组合模式以及应用于大比例尺低空摄影测量测图中的优势。(3)概述了POS系统辅助低空摄影测量的作业模式:集成传感器定向法和直接定向法,并结合实验项目设计了不同的像控点布设方案,将常规空中三角测量、POS辅助空中三角测量(集成传感器定向法)和直接定向法三种方法的精度作了对比分析,并给出了适合POS辅助低空摄影测量的外业像控点布设方案。(4)基于Visual Studio 2010平台,编程实现了基于影像外方位元素生成核线的方法,并分别利用POS系统的原始数据和通过空三加密解算的精确外方位元素进行了核线影像生成实验,得出结论:若POS系统获取的外方位元素精度足够高则可以直接生成核线影像,提高生产效率,否则仍需空中三角测量获取精确的影像外方位元素。