攝影測量中GPS的具體應(yīng)用探析

朱曉軍

安徽省第二測繪院 安徽 230031

摘要：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，測量技術(shù)日益發(fā)展，帶動我國經(jīng)濟的快速發(fā)展。當(dāng)前，GPS技術(shù)在各行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是將其運用于攝影測量中更是發(fā)揮了重要作用，極大地促進(jìn)了攝影測量行業(yè)的進(jìn)步。同時，航空攝影測量技術(shù)因其攝影周期長、不受地形影響等特點，應(yīng)用廣泛，促進(jìn)我國測量事業(yè)的有序發(fā)展。

關(guān)鍵詞：GPS；航空攝影測量；應(yīng)用

1、GPS攝影測量優(yōu)勢

GPS定位系統(tǒng)的原理比較復(fù)雜，它需要獲得三維坐標(biāo)測量點，在攝影測量中三角測量就是以少量地面實測的控制點地面坐標(biāo)為基礎(chǔ)，以拍攝像片所量測的像點坐標(biāo)作為原始數(shù)據(jù)，然后通過相應(yīng)的計算來求解加密點的地理坐標(biāo)，獲得最終的攝影測量數(shù)據(jù)。世界的任何一個角落，只要是有一個很好的信號，GPS測量能夠準(zhǔn)確定位經(jīng)度和緯度甚至高度，而這些數(shù)據(jù)正是讓我們實現(xiàn)在照片中保留各種拍攝地點信息的重要數(shù)據(jù)資源。GPS未正式研究之前，地面控制點測量點一般都是利用傳統(tǒng)的測量方法，包括使用經(jīng)緯儀，測距儀和全站儀，這些都是典型的傳統(tǒng)攝影測量的工具，這些傳統(tǒng)測量工具的共同缺點就是必須要滿足控制點之間相通視的原則，才可以達(dá)到預(yù)期的攝影測量的要求，也就是說在某些地位位置上存在缺陷的地方就不能順利的進(jìn)行攝影測量，由于地區(qū)的變化較大，面積測量的高程變化相對較大。例如，在我國西部地區(qū)由于地形的影響，傳統(tǒng)的攝影測量儀器在測量過程中存在著許多困難，用GPS做出的控制點代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制點，我們可以更容易地實現(xiàn)相應(yīng)的測量。實踐證明，GPS用于攝影測量中的應(yīng)用不僅可以提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，而且還可以提高測量速度，提高測量效率。因此，所以，GPS攝影測量沒有出現(xiàn)多久，就得到了大范圍的應(yīng)用，迅速取代了傳統(tǒng)的測量工具，已成為攝影測量的主要手段。

2、攝影測量技術(shù)的主要工作內(nèi)容

（1）地形測量。攝影測量的主要任務(wù)是地形測量，通過測量地形，加強對地形的了解，然后對攝影對象進(jìn)行濃放，需要注意主要要點有：首先，確保攝影圖形的具體數(shù)據(jù)和圖片，并根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)相關(guān)的比例進(jìn)行數(shù)據(jù)還原，然后以還原結(jié)果為基礎(chǔ)建立圖片庫；其次，分析地形數(shù)據(jù)，然后創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，以便更好的理解數(shù)據(jù)分類方法和參數(shù)的變化，從而實現(xiàn)數(shù)字測量；第三，了解地形測量數(shù)據(jù)，最后實現(xiàn)地形完整的測量，真實還原攝影圖像?？傊?，攝影的順利進(jìn)行需要明確分工，以確保真實性和圖像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，更好地滿足需求。

（2）非地形測量。對攝影測量技術(shù)廣泛的應(yīng)用范圍，不僅局限于地形測量領(lǐng)域。非地形測量不是地形測量的終極目標(biāo)，但要實現(xiàn)地形變化的觀測，以便我們能夠更好地了解地形的各種問題，如通過觀察地形航空攝影技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)地形有和該地區(qū)的制備沒有軍事設(shè)計變更。該技術(shù)在工程測量領(lǐng)域的應(yīng)用，對地形的判斷有沒有礦物質(zhì)，從而更好地開發(fā)和利用領(lǐng)域。技術(shù)的非測量功能的應(yīng)用更加廣泛，并發(fā)揮著日益重要的作用。

3、GPS在攝影測量中的具體應(yīng)用

3.1 GPS應(yīng)用于航空攝影測量

航空攝影是在攝影測量領(lǐng)域的主要方向，在目前行業(yè)發(fā)展最快的攝影測量，利用GPS技術(shù)最早，并形成GPS航空攝影測量技術(shù)。（1）GPS在航外控制聯(lián)測拍攝中的方法。GPS在測量過程中的導(dǎo)航控制中的應(yīng)用，需要在以下三個方面做好工作，一是要在航拍的基礎(chǔ)上，獲得符合相關(guān)技術(shù)要求的相片資源；其次，空中拍攝的照片在相應(yīng)的控制點的測量工作做好后處理；三是以像控點布設(shè)具體方案為依據(jù)展開選點工作，并進(jìn)行內(nèi)業(yè)平差計算，同時做好相關(guān)的外業(yè)數(shù)據(jù)檢核工作。（2）GPS輔助空中三角測量的過程。GPS輔助空中三角測量的實施工作，本文主要從航攝準(zhǔn)備工作與航攝過程中需要做的主要工作進(jìn)行分析。首先，從空中向上看，一是進(jìn)行機載高動態(tài)GPS天線類型確定，保證期間不違反相關(guān)航空產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)；二是在飛機上準(zhǔn)確安裝GPS天線；三是將攝影機固定在相位天線的正下方；四是利用放大器，將GPS天線與接收機進(jìn)行連接；五是測定GPS接收天線相位中心與投影中心的偏心情況。

3.2 GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用

RTK是更高精度的GPS測量技術(shù)，中文全稱為載波相位動態(tài)實時差分技術(shù)，GPS-RTK技術(shù)的實現(xiàn)主要借助GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、差分處理軟件等，由于其具有的定位精度更高，將其運用于攝影測量技術(shù)發(fā)揮的作用將更加顯著?，F(xiàn)對RTK技術(shù)的優(yōu)勢特點加以概述：首先，該技術(shù)要求具有電磁波通視條件，相應(yīng)的對能見度的要求降低，對季節(jié)和氣候等環(huán)境因素降低了要求，進(jìn)行攝影測量時不受氣候環(huán)境的影響。其次，RTK定位精度實現(xiàn)了厘米級別，將GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用于攝影測量中，可以在運動過程中進(jìn)行高精度的瞬間攝影，對于攝影測量工作而言，既縮短了測量耗費的時間，又提高了攝影測量質(zhì)量。最后，RTK是對GPS技術(shù)的創(chuàng)新，將其運用于攝影測量領(lǐng)域，可進(jìn)一步發(fā)揮GPS技術(shù)的實效，極大的推進(jìn)了攝影測量技術(shù)的發(fā)展。

3.3 GPS技術(shù)在區(qū)域網(wǎng)平差中的運用

進(jìn)行攝影測量時需要對測量區(qū)域網(wǎng)進(jìn)行平差，GPS在此過程中能夠?qū)z站坐標(biāo)加以確定，對當(dāng)前運用的三種平差方法具有較多的推進(jìn)作用。處于數(shù)字時代的當(dāng)下，攝影測量區(qū)域網(wǎng)平差方式主要有三種，分別是獨立模型法、航帶法、光束法，這三種平差方法有著各自的優(yōu)勢特點，在攝影測量中的應(yīng)用也較為廣泛，其中光束法應(yīng)用最廣。若攝影測量中涉及單元模型，一般采用獨立模型法進(jìn)行平差，該方法需要對空間相似變換參數(shù)進(jìn)行求解；若攝影測量中涉及自由航線網(wǎng)，主要采用航帶法進(jìn)行平差，需要對非線性變形改正參數(shù)進(jìn)行求解；若攝影測量中涉及對航攝像片處理，則采用光束法進(jìn)行平差，需要對外方位元素進(jìn)行求解。無論采用何種平差方式，因其需要求解的未知數(shù)較多，會運用到GPS攝站坐標(biāo)，從而確定加密點的三維坐標(biāo)信息。由于GPS攝站坐標(biāo)會對外方位元素進(jìn)行測定。因此，GPS在光束法中的運用較其他兩種方式更為廣泛，產(chǎn)生的實際效果也更加明顯。

4、GPS技術(shù)在攝影測量中的應(yīng)用前景

當(dāng)前階段，隨著數(shù)字信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，GPS技術(shù)日漸成熟和完善，全國性的攝影測量控制網(wǎng)已基本建成，實現(xiàn)了對全球性動態(tài)攝影測量參數(shù)的測定，這對攝影測量行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供了基礎(chǔ)。在不久的將來，GPS技術(shù)將在攝影測量領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，以航天航空瞬間測量為例，借助GPS技術(shù)航測快速成圖不僅可以只對少量地面進(jìn)行控制，甚至達(dá)到了無地面控制的水平，對全球環(huán)境遙感監(jiān)測，以及開啟地理信息新技術(shù)等都具有重要的作用。與此同時，GPS可測定攝影測量基準(zhǔn)，進(jìn)一步促進(jìn)了海洋測繪攝影測量和海洋、島嶼、陸地聯(lián)合測量等領(lǐng)域的進(jìn)步。由此可見，攝影測量中運用GPS技術(shù)，其發(fā)展前景相當(dāng)可觀。

結(jié)束語

綜上所述，伴隨時代的不斷進(jìn)步，以及經(jīng)濟和科技水平的不斷提升，GPS技術(shù)發(fā)展十分迅速，經(jīng)過多年的研究發(fā)展，該技術(shù)日漸完善。伴隨各方面技術(shù)的綜合發(fā)展和運用，GPS未來的發(fā)展前景良好，會在越來越多的行業(yè)中得到運用，在攝影測量領(lǐng)域也將實現(xiàn)新的突破。

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