攝影測量中GPS的具體應用探析

朱曉軍

安徽省第二測繪院 安徽 230031

摘要：隨著我國經濟的發展，科學技術的不斷進步，測量技術日益發展，帶動我國經濟的快速發展。當前，GPS技術在各行業中的應用越來越廣泛，尤其是將其運用于攝影測量中更是發揮了重要作用，極大地促進了攝影測量行業的進步。同時，航空攝影測量技術因其攝影周期長、不受地形影響等特點，應用廣泛，促進我國測量事業的有序發展。

關鍵詞：GPS；航空攝影測量；應用

1、GPS攝影測量優勢

GPS定位系統的原理比較復雜，它需要獲得三維坐標測量點，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為基礎，以拍攝像片所量測的像點坐標作為原始數據，然后通過相應的計算來求解加密點的地理坐標，獲得最終的攝影測量數據。世界的任何一個角落，只要是有一個很好的信號，GPS測量能夠準確定位經度和緯度甚至高度，而這些數據正是讓我們實現在照片中保留各種拍攝地點信息的重要數據資源。GPS未正式研究之前，地面控制點測量點一般都是利用傳統的測量方法，包括使用經緯儀，測距儀和全站儀，這些都是典型的傳統攝影測量的工具，這些傳統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，才可以達到預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行攝影測量，由于地區的變化較大，面積測量的高程變化相對較大。例如，在我國西部地區由于地形的影響，傳統的攝影測量儀器在測量過程中存在著許多困難，用GPS做出的控制點代替傳統控制點，我們可以更容易地實現相應的測量。實踐證明，GPS用于攝影測量中的應用不僅可以提高測量結果的準確性，而且還可以提高測量速度，提高測量效率。因此，所以，GPS攝影測量沒有出現多久，就得到了大范圍的應用，迅速取代了傳統的測量工具，已成為攝影測量的主要手段。

2、攝影測量技術的主要工作內容

（1）地形測量。攝影測量的主要任務是地形測量，通過測量地形，加強對地形的了解，然后對攝影對象進行濃放，需要注意主要要點有：首先，確保攝影圖形的具體數據和圖片，并根據有關數據相關的比例進行數據還原，然后以還原結果為基礎建立圖片庫；其次，分析地形數據，然后創建數據庫，以便更好的理解數據分類方法和參數的變化，從而實現數字測量；第三，了解地形測量數據，最后實現地形完整的測量，真實還原攝影圖像?？傊?，攝影的順利進行需要明確分工，以確保真實性和圖像數據的準確性，更好地滿足需求。

（2）非地形測量。對攝影測量技術廣泛的應用范圍，不僅局限于地形測量領域。非地形測量不是地形測量的終極目標，但要實現地形變化的觀測，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在軍事領域的應用可以發現地形有和該地區的制備沒有軍事設計變更。該技術在工程測量領域的應用，對地形的判斷有沒有礦物質，從而更好地開發和利用領域。技術的非測量功能的應用更加廣泛，并發揮著日益重要的作用。

3、GPS在攝影測量中的具體應用

3.1 GPS應用于航空攝影測量

航空攝影是在攝影測量領域的主要方向，在目前行業發展最快的攝影測量，利用GPS技術最早，并形成GPS航空攝影測量技術。（1）GPS在航外控制聯測拍攝中的方法。GPS在測量過程中的導航控制中的應用，需要在以下三個方面做好工作，一是要在航拍的基礎上，獲得符合相關技術要求的相片資源；其次，空中拍攝的照片在相應的控制點的測量工作做好后處理；三是以像控點布設具體方案為依據展開選點工作，并進行內業平差計算，同時做好相關的外業數據檢核工作。（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，本文主要從航攝準備工作與航攝過程中需要做的主要工作進行分析。首先，從空中向上看，一是進行機載高動態GPS天線類型確定，保證期間不違反相關航空產品標準；二是在飛機上準確安裝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技術的應用

RTK是更高精度的GPS測量技術，中文全稱為載波相位動態實時差分技術，GPS-RTK技術的實現主要借助GPS接收設備、數據傳輸設備、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發揮的作用將更加顯著?，F對RTK技術的優勢特點加以概述：首先，該技術要求具有電磁波通視條件，相應的對能見度的要求降低，對季節和氣候等環境因素降低了要求，進行攝影測量時不受氣候環境的影響。其次，RTK定位精度實現了厘米級別，將GPS-RTK技術應用于攝影測量中，可以在運動過程中進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量。最后，RTK是對GPS技術的創新，將其運用于攝影測量領域，可進一步發揮GPS技術的實效，極大的推進了攝影測量技術的發展。

3.3 GPS技術在區域網平差中的運用

進行攝影測量時需要對測量區域網進行平差，GPS在此過程中能夠對攝站坐標加以確定，對當前運用的三種平差方法具有較多的推進作用。處于數字時代的當下，攝影測量區域網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勢特點，在攝影測量中的應用也較為廣泛，其中光束法應用最廣。若攝影測量中涉及單元模型，一般采用獨立模型法進行平差，該方法需要對空間相似變換參數進行求解；若攝影測量中涉及自由航線網，主要采用航帶法進行平差，需要對非線性變形改正參數進行求解；若攝影測量中涉及對航攝像片處理，則采用光束法進行平差，需要對外方位元素進行求解。無論采用何種平差方式，因其需要求解的未知數較多，會運用到GPS攝站坐標，從而確定加密點的三維坐標信息。由于GPS攝站坐標會對外方位元素進行測定。因此，GPS在光束法中的運用較其他兩種方式更為廣泛，產生的實際效果也更加明顯。

4、GPS技術在攝影測量中的應用前景

當前階段，隨著數字信息技術的不斷進步，GPS技術日漸成熟和完善，全國性的攝影測量控制網已基本建成，實現了對全球性動態攝影測量參數的測定，這對攝影測量行業的進一步發展提供了基礎。在不久的將來，GPS技術將在攝影測量領域發揮更大的作用，以航天航空瞬間測量為例，借助GPS技術航測快速成圖不僅可以只對少量地面進行控制，甚至達到了無地面控制的水平，對全球環境遙感監測，以及開啟地理信息新技術等都具有重要的作用。與此同時，GPS可測定攝影測量基準，進一步促進了海洋測繪攝影測量和海洋、島嶼、陸地聯合測量等領域的進步。由此可見，攝影測量中運用GPS技術，其發展前景相當可觀。

結束語

綜上所述，伴隨時代的不斷進步，以及經濟和科技水平的不斷提升，GPS技術發展十分迅速，經過多年的研究發展，該技術日漸完善。伴隨各方面技術的綜合發展和運用，GPS未來的發展前景良好，會在越來越多的行業中得到運用，在攝影測量領域也將實現新的突破。

參考文獻：

[1]王岳.菏澤市利用無人機航空攝影測量進行農村集體土地使用權確權工作的可行性研究[J].山東國土資源，2015，05：82-85.

[2]文道平，吳杰.無人機低空攝影測量在云南高原山區風電場地形測量中的應用[J].科技創新與應用，2015，04：32-33.

[3]史桂波，胡海駒，朱紫陽.GPS/IMU輔助超高分辨率航空影像加密精度分析[J].地理空間信息，2015，05：82-83+91+9.

[4]劉放，張文斌.GPS-RTK技術在地形測繪中的應用分析[J].江西建材，2015，21：227.