近年来,随着无人机技术和数码相机的发展,无人机航测系统以其测绘精准高效,作业成本低,适用范围广等特点,在小区域和地表复杂地区高分辨率影像的快速获取方面具有明显优势。为了获取高精度大比例尺1:500的地形图,无人机航测系统前期数据获取需要布设大量的像控点,以及控制点编绘,工作量大,耗时耗力,特别是在地表复杂地区和西部偏远地区。通过卫星定位技术计算出拍照瞬间照片中心的精确位置,同时结合无人机系统的姿态数据获取像片的方位元素,则可以减少90%以上的地面像控点布设工作,甚至不用布设像控点就可以完成1:500比例尺地形图的制作工作,极大地提高了生产效率。本文即利用PPK(Post Processing Kinetic动态后处理)差分技术,结合无人机的AHRS(Attitude and Heading Reference System姿态和航向基准系统),获取航摄瞬间像片的空间位置,进行免相控无人机航测系统的分析和设计,解决1:500大比例尺测图作业需要大量外业测绘和内业编辑工作的问题,实现大比例尺免相控无人机航测系统的设计。具体来说,本文的主要内容包括以下3个方面:首先,分析了无人机航测系统的基本组成和原理,以及相关的GNSS差分定位技术:RTK(实时载波相位差分)技术,PPK(动态后处理)技术。其次,通过对目前无人机航测系统进行大比例尺测绘过程中造成精度不达标的主要因素进行分析,提出基于PPK差分技术,结合航拍相机的外部闪光灯信号和无人机的AHRS,完成1:500大比例无人机航测系统设计方案。然后,基于上述无人机航测系统总体设计方案,分别进行无人机航测系统的硬件详细设计,软件详细设计,最终完成整套基于PPK差分技术的无人机航测系统设计。最后,按照无人机低空航测作业规范进行1:500比例尺的地形图制作实验。结果表明,基于PPK差分技术设计的无人机航测系统,可以在不布设像控点或布设极少像控点的情况下,完成1:500大比例尺的地形图的制作,验证了技术可行性和优越性,为大比例尺低空无人机航测系统的设计提供了新的思路和参考。